Научете повече за инфрачервеното лъчение. За инфрачервеното лъчение

Инфрачервената светлина е визуално недостъпна за човешкото зрение. Междувременно дългите инфрачервени вълни се възприемат от човешкото тяло като топлина. Инфрачервената светлина има някои свойства на видимата светлина. Излъчването на тази форма се поддава на фокусиране, отразява се и се поляризира. Теоретично инфрачервената светлина се тълкува повече като инфрачервено лъчение (IR). Космическият IR заема спектралния диапазон на електромагнитното излъчване 700 nm - 1 mm. IR вълните са по-дълги от видимата светлина и по-къси от радиовълните. Съответно инфрачервените честоти са по-високи от честотите на микровълните и по-ниски от честотите на видимата светлина. IR честотата е ограничена до диапазона от 300 GHz - 400 THz.

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

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

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

Вълнов и честотен диапазон на инфрачервеното лъчение

Въз основа на дължината на вълната учените условно разделят инфрачервеното лъчение на няколко спектрални части. Въпреки това, няма единна дефиниция на границите на всяка отделна част.

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

Теоретично са обозначени три вълнови диапазона:

Близо до
Средно аритметично
По-нататък

Близкият инфрачервен диапазон се маркира с дължини на вълните, близки до края на спектъра на видимата светлина. Приблизително изчисленият сегмент на вълната е показан тук с дължината: 750 - 1300 nm (0,75 - 1,3 микрона). Честотата на излъчване е приблизително 215-400 Hz. Късият инфрачервен обхват ще излъчва минимум топлина.

Среден IR обхват (междинен), обхваща дължини на вълните 1300-3000 nm (1,3 - 3 микрона). Тук се измерват честоти в диапазона 20-215 THz. Нивото на излъчваната топлина е относително ниско.

Далечният инфрачервен обхват е най-близо до обхвата на микровълните. Подравняване: 3-1000 микрона. Честотен диапазон 0.3-20 THz. Тази група се състои от къси дължини на вълните в максималния честотен интервал. Тук се отделя максимална топлина.

Приложение на инфрачервеното лъчение

IR лъчите се използват в различни области. Сред най-известните устройства са термовизионни камери, оборудване за нощно виждане и др. Комуникационно и мрежово оборудване IR светлината се използва както при кабелни, така и при безжични операции.

Пример за работа на електронно устройство - термовизионна камера, чийто принцип се основава на използването на инфрачервено лъчение. И това е само един пример от много други.

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

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

Малко известни факти за инфрачервената светлина

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

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

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

Лесно е да се обясни този феномен: въпреки една и съща температура на въздуха, стените и таванът на помещението през лятото излъчват повече далечни инфрачервени вълни, носени от слънчевата светлина (FIR - Far Infrared). Следователно човешкото тяло при същата температура през лятото възприема повече топлина.

IR топлината се възпроизвежда от всеки жив организъм и неодушевен предмет. На екрана на термовизионната камера този момент се отбелязва повече от ясно.

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

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

Как природата възприема инфрачервената светлина?

Хората не могат да виждат инфрачервена светлина, но змиите от семейство усойници или гърмящите змии (като гърмящите змии) имат сензорни „ямки“, които се използват за изобразяване на инфрачервена светлина.

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

Свойства на IR змията: 1, 2 - чувствителни зони на сетивната кухина; 3 - мембранна кухина; 4 - вътрешна кухина; 5 - MG влакно; 6 - външна кухина

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

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

Има очевидна причина, поради която въздухът се охлажда бързо в суха нощ. Ниското ниво на влажност и липсата на облаци в небето отварят свободен път за инфрачервеното лъчение. Инфрачервените лъчи навлизат по-бързо в космическото пространство и съответно по-бързо отвеждат топлината.

Значителна част от това, което идва на Земята, е инфрачервената светлина. Всеки естествен организъм или обект има температура, което означава, че освобождава инфрачервена енергия. Дори предмети, които предварително са студени (като кубчета лед), излъчват инфрачервена светлина.

Технически възможности на инфрачервената зона

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

Системи за проследяване на целите: 1, 4 - горивна камера; 2, 6 - относително дълъг изпускателен пламък; 5 - студен поток, заобикалящ горещата камера; 3, 7 - присвоен важен IR подпис

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

Инфрачервеното лъчение е най-разпространеният начин за дистанционно управление на различни устройства. Въз основа на FIR технологията се разработват и произвеждат много продукти. Тук японците се представиха отлично. Ето само няколко примера, популярни в Япония и по света:

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

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

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

IR лъчи: въздействие върху човешкото здраве

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

Инфрачервените сауни за масово използване са широко разпространени в Япония и Китай. И тенденцията към развитие на този метод на лечение само се засилва.

Междувременно далечната инфрачервена светлина осигурява всички ползи за здравето на естествената слънчева светлина. Това напълно премахва опасните ефекти от слънчевата радиация.

Чрез прилагане на технология за възпроизвеждане на IR лъч, пълен контрол на температурата (), се постига неограничена слънчева светлина. Но това не са всички известни факти за ползите от инфрачервеното лъчение:

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

Инфрачервена светлина и живот от 200 години

Инфрачервените (IR) лъчи са електромагнитни вълни. Човешкото око не е в състояние да възприеме това излъчване, но човек го възприема като топлинна енергия и го усеща с цялата си кожа. Постоянно сме заобиколени от източници на инфрачервено лъчение, които се различават по интензитет и дължина на вълната.

Трябва ли да се страхуваме от инфрачервените лъчи, вредят ли или са полезни на човека и какво е действието им?

Какво представлява инфрачервеното лъчение, неговите източници

Както знаете, спектърът на слънчевата радиация, възприеман от човешкото око като видим цвят, е между виолетовите вълни (най-късите - 0,38 микрона) и червените (най-дългите - 0,76 микрона). В допълнение към тези вълни има електромагнитни вълни, които не са достъпни за човешкото око - ултравиолетови и инфрачервени. „Ултра“ означава, че те са под или, с други думи, по-малко от виолетовата радиация. "Инфра", съответно, - по-висока или по-червена радиация.

Тоест инфрачервеното лъчение е електромагнитни вълни, които се намират извън червения цветови диапазон, чиято дължина е по-голяма от тази на видимото червено лъчение. Докато изучава електромагнитното излъчване, немският астроном Уилям Хершел открива невидимите вълни, които причиняват повишаване на температурата на термометъра и ги нарича инфрачервено топлинно излъчване.

Най-мощният естествен източник на топлинна радиация е Слънцето. От всички лъчи, излъчвани от слънцето, 58% се падат именно на дела на инфрачервените. Изкуствени източници са всички електрически нагреватели, които преобразуват електричеството в топлина, както и всички предмети, чиято температура е над абсолютната нула - 273°C.

Свойства на инфрачервеното лъчение

IR радиацията има същата природа и свойства като обикновената светлина, само по-голяма дължина на вълната. Видимите за окото светлинни вълни, достигайки до обекти, се отразяват, пречупват по определен начин и човек вижда отражението на обекта в широка гама от цветове. И инфрачервените лъчи, достигайки до обект, се абсорбират от него, освобождавайки енергия и нагрявайки този обект. Ние не виждаме инфрачервеното лъчение, но го усещаме като топлина.

С други думи, ако Слънцето не излъчваше широк спектър от дълговълнови инфрачервени лъчи, човек би виждал само слънчева светлина, но не би усещал топлината й.

Трудно е да си представим живота на Земята без слънчева топлина.

Част от него се поглъща от атмосферата, а достигащите до нас вълни се разделят на:

Къси - дължината е в диапазона от 0,74 микрона - 2,5 микрона, и излъчват своите обекти, нагрети до температура над 800 ° C;

Среден - от 2,5 микрона до 50 микрона, нагряване t от 300 до 600oS;

Дълъг - най-широкият диапазон от 50 микрона до 2000 микрона (2 mm), t до 300 ° C.

Свойствата на инфрачервеното лъчение, неговите ползи и вреди за човешкото тяло се определят от източника на лъчение - колкото по-висока е температурата на излъчвателя, толкова по-интензивни са вълните и колкото по-дълбоко е проникващата им способност, степента на въздействие върху всеки жив организми. Изследванията, проведени върху клетъчния материал на растенията и животните, са открили редица полезни свойства на инфрачервените лъчи, които са намерили широко приложение в медицината.

Ползите от инфрачервеното лъчение за хората, използване в медицината

Медицински изследвания са доказали, че инфрачервените лъчи в далечния диапазон са не само безопасни, но и много полезни за хората. Те активират притока на кръв и подобряват метаболитните процеси, инхибират развитието на бактерии и насърчават бързото зарастване на рани след хирургични интервенции. Допринасят за развитието на имунитет срещу токсични химикали и гама радиация, стимулират елиминирането на токсини, токсини чрез потта и урината и понижават холестерола.

Особено ефективни са лъчите с дължина 9,6 микрона, които допринасят за регенерацията (възстановяването) и заздравяването на органи и системи на човешкото тяло.

В народната медицина от незапомнени времена се използва лечение с нагрята глина, пясък или сол - това са ярки примери за благотворното въздействие на топлинните инфрачервени лъчи върху човека.

Съвременната медицина за лечение на редица заболявания се е научила да използва полезните свойства:

С помощта на инфрачервено лъчение е възможно да се лекуват костни фрактури, патологични промени в ставите и да се облекчат мускулните болки;

IR лъчите имат положителен ефект при лечението на парализирани пациенти;

Бързо лекува рани (следоперативни и други), облекчава болката;

Чрез стимулиране на кръвообращението спомагат за нормализиране на кръвното налягане;

Подобряват кръвообращението в мозъка и паметта;

Премахнете солите на тежките метали от тялото;

Имат изразен антимикробен, противовъзпалителен и противогъбичен ефект;

Укрепване на имунната система.

Бронхиална астма, пневмония, остеохондроза, артрит, уролитиаза, рани от залежаване, язви, ишиас, измръзване, заболявания на храносмилателната система - това не е пълен списък на патологиите, за чието лечение се използва положителният ефект на инфрачервеното лъчение.

Отоплението на жилищни помещения с помощта на устройства с инфрачервено лъчение допринася за йонизацията на въздуха, бори се с алергиите, унищожава бактериите, плесенните гъбички, подобрява състоянието на кожата поради активиране на кръвообращението. При закупуване на нагревател е задължително да изберете устройства с дълги вълни.

Други приложения

Свойството на обектите да излъчват топлинни вълни е намерило приложение в различни области на човешката дейност. Например, с помощта на специални термографски камери, способни да улавят топлинно излъчване, всякакви обекти могат да се видят и разпознаят в абсолютна тъмнина. Термографските камери се използват широко в армията и индустрията за откриване на невидими обекти.

В метеорологията и астрологията инфрачервените лъчи се използват за определяне на разстояния до обекти, облаци, температура на водната повърхност и др. Инфрачервените телескопи ви позволяват да изучавате космически обекти, които са недостъпни за зрение чрез конвенционални инструменти.

Науката не стои неподвижна и броят на IR устройствата и техните приложения непрекъснато нараства.

вреда

Човек, както всяко тяло, излъчва средни и дълги инфрачервени вълни, които са в диапазона от 2,5 микрона до 20-25 микрона, така че вълните с тази дължина са напълно безопасни за хората. Късите вълни са в състояние да проникнат дълбоко в човешките тъкани, причинявайки нагряване на вътрешните органи.

Късовълновото инфрачервено лъчение е не само вредно, но и много опасно за човека, особено за зрителните органи.

Слънчевият топлинен шок, провокиран от къси вълни, възниква, когато мозъкът се загрее само с 1C. Симптомите му са:

силно замаяност;

гадене;

Повишена сърдечна честота;

Загуба на съзнание.

Металурзите и производителите на стомана, които са постоянно изложени на термично въздействие на късите инфрачервени лъчи, са по-склонни да страдат от заболявания на сърдечно-съдовата система, имат отслабена имунна система и по-често страдат от настинки.

За да избегнете вредното въздействие на инфрачервеното лъчение, е необходимо да вземете предпазни мерки и да ограничите времето, прекарано под опасни лъчи. Но ползите от топлинната слънчева радиация за живота на нашата планета са неоспорими!

Има природни феномени, които са невидими за човешкото око, въпреки че усещаме силата на тяхното действие. Те са в състояние да оказват не по-малко влияние от видимите процеси. Не можем да видим инфрачервените лъчи, но можем да усетим тяхната топлина. Действието на инфрачервеното лъчение е полезно за живите организми на Земята и играе важна роля в развитието на живота. Всички живи същества са под въздействието на инфрачервена светлина.

Особеността на инфрачервеното лъчение е, че без него в човешкото тяло се появяват различни заболявания и се ускорява стареенето. Но в този случай границата между ползите и вредите от инфрачервеното лъчение за хората е тънка. Затова е важно да знаете как да не го прекрачвате и какво да правите, ако инфрачервените лъчи са довели до негативни последици.

Какво представлява инфрачервеното лъчение?

Изучавайки Слънцето през 1800 г., английският учен У. Хершел измерва температурата на различни части от видимия спектър. Той установява, че зад наситения червен цвят е най-високата точка на топлина. Тогава в науката се появи понятието инфрачервено лъчение (IR радиация).

Инфрачервените лъчи са невидими с просто око, но се усещат от кожата като топлина. Те се отнасят до електромагнитно излъчване, което се намира между червения край на видимата светлина и микровълновото радио излъчване. IR радиацията се нарича още топлинна радиация.

Излъчва се от атоми, които имат излишна енергия, и йони. Всяко тяло с температура над нулата е източник на инфрачервено лъчение. Слънцето е добре известен естествен източник на инфрачервени лъчи.

Дължината на вълната в инфрачервеното лъчение зависи от температурата на нагряване. Най-високата температура е за къси вълни с висок интензитет на излъчване. Обхватът на инфрачервените лъчи е широк. Разделен е на разновидности:

къси вълни - температури над 800 градуса по Целзий,
средни вълни - до 600 градуса по Целзий,
дълги вълни - до 300 градуса по Целзий.

Ефектът на инфрачервеното лъчение върху човешкото тяло се определя от дължината на тези вълни, както и от времето на облъчване.

Ползите от инфрачервените лъчи за хората

Дълговълновите инфрачервени лъчи са полезни за човешкото здраве. Често се използва в медицината, по-специално във физиотерапевтични процедури, с които може да се подобри кръвообращението, метаболизма и неврорегулацията.

Положителният ефект на инфрачервеното лъчение върху човешкото тяло е както следва:

подобрява паметта и мозъчната функция,
нормализира кръвното налягане,
хормоналният баланс се нормализира,
премахват се соли, токсини и тежки метали,
спира размножаването на гъбички и вредни микроорганизми,
водно-солевият баланс се възстановява,
настъпва облекчаване на болката
протича противовъзпалителен процес
раковите клетки се потискат
резултатите от радиоактивното излъчване се неутрализират,
повишен инсулин при пациенти с диабет,
дистрофията се лекува
псориазисът изчезва
имунитетът се засилва.

Отоплението, което използва инфрачервени лъчи, убива вредните бактерии и помага за укрепване на имунната система. Йонизацията на въздуха предпазва от алергични прояви. Дългите вълни от инфрачервена топлина имат успокояващ ефект при умора, раздразнителност, стрес, подпомагат заздравяването на рани и водят до възстановяване от грип.

Вреда от инфрачервеното лъчение

Въпреки полезните свойства на инфрачервените лъчи, те имат и противопоказания. Късите вълни са особено опасни. Тяхната вреда може да се изрази в зачервяване на кожата и изгаряния, топлинен удар и дерматит, поява на конвулсии и нарушение на водно-солевия баланс. Къси вълни за лигавицата на очите. Той не само го изсушава, но може да причини и сериозни очни заболявания.

Късовълновият ефект върху човешкото тяло се изразява в определени признаци:

световъртеж,
гадене,
притъмняване в очите
кардиопалмус,
нарушена координация на движенията,
загуба на съзнание.

Такива симптоми се появяват, ако температурата на мозъка се повиши дори с един градус по Целзий. При повишаване с два градуса по Целзий се появяват менингит и енцефалит.

Противопоказания за използването на инфрачервени лъчи са:

заболявания на кръвта,
кървене,
възпалителни процеси,
остри гнойни прояви,
злокачествени тумори.

Къде се намира инфрачервеното лъчение?

Инфрачервеното лъчение се използва в различни области на човешката дейност. Те включват: термография, астрономия, медицина, хранителна промишленост и др.

IR излъчвателите могат да бъдат различни устройства:

глава за самонасочване в прицелното устройство,
уреди за нощно виждане,
оборудване за физиотерапия,
отоплителни системи,
нагреватели,
устройства за дистанционно управление.

Всяко нагрято тяло е източник на инфрачервено лъчение.

Що се отнася до нагревателите, когато ги купувате, трябва да обърнете внимание на естеството на излъчването на устройството, което обикновено е посочено в техническия лист. Ако спиралата, която отделя топлина, има топлоизолационна защита, това означава, че действието на нейните дълги вълни ще има положителен ефект върху тялото. Ако нагревателният елемент не е изолиран, тогава устройството излъчва къси вълни, които причиняват здравословни проблеми.

важно! Ако устройството излъчва късовълнова радиация, не стойте близо до него дълго време и го дръжте на разстояние от вас.

Помощ за жертва на топлинен удар

Излагането на инфрачервена топлина може да доведе до топлинен удар. В този случай е необходимо да се осигурят на жертвата следните мерки за помощ:

поставете го на хладно място
без тесни дрехи,
нанесете студ върху врата, главата, сърдечната област, гръбначния стълб и ингвиналния перинеум,
увийте човек в чаршаф, напоен със студена вода,
включете вентилатора и го насочете към засегнатия въздух,
често пийте студено
направете изкуствено дишане, ако е необходимо,
извикай линейка.

Заключение

Разбирайки природата на инфрачервените лъчи, ние осъзнаваме тяхната незаменимост за живота и нормалното функциониране на човешкия организъм. Въпреки ползите от инфрачервеното лъчение за хората, то може да причини и непоправима вреда, ако работи в късовълновия диапазон. Затова бъдете внимателни, когато попадате под въздействието на инфрачервена светлина. Помислете за противопоказанията, които са му на разположение. И ако топлинен удар се е случил с някой около вас, осигурете му необходимата помощ.

ИНФРАЧЕРВЕНО ИЗЛЪЧВАНЕ (IR лъчение, IR лъчи), електромагнитно лъчение с дължина на вълната λ от около 0,74 микрона до около 1-2 mm, т.е. лъчение, заемащо спектралната област между червения край на видимото лъчение и късовълново (субмилиметрово) радио лъчение. Инфрачервеното лъчение се отнася до оптично лъчение, но за разлика от видимото лъчение, то не се възприема от човешкото око. Взаимодействайки с повърхността на телата, той ги нагрява, така че често се нарича топлинно излъчване. Условно областта на инфрачервеното лъчение се разделя на близка (λ = 0,74-2,5 микрона), средна (2,5-50 микрона) и далечна (50-2000 микрона). Инфрачервеното лъчение е открито от W. Herschel (1800) и независимо от W. Wollaston (1802).

Инфрачервените спектри могат да бъдат линейни (атомни спектри), непрекъснати (спектри на кондензирана материя) или ивици (молекулярни спектри). Оптичните свойства (пропускане, отражение, пречупване и др.) На веществата в инфрачервеното лъчение като правило се различават значително от съответните свойства във видимото или ултравиолетовото лъчение. Много вещества, които са прозрачни за видимата светлина, са непрозрачни за инфрачервеното лъчение с определени дължини на вълната и обратно. По този начин слой вода с дебелина няколко сантиметра е непрозрачен за инфрачервено лъчение с λ > 1 µm, така че водата често се използва като топлозащитен филтър. Плочите от Ge и Si, непрозрачни за видимата радиация, са прозрачни за инфрачервено лъчение с определени дължини на вълната, черната хартия е прозрачна в далечната инфрачервена област (такива вещества се използват като светлинни филтри при излъчване на инфрачервено лъчение).

Коефициентът на отразяване на повечето метали в инфрачервеното лъчение е много по-висок, отколкото във видимото лъчение и се увеличава с увеличаване на дължината на вълната (виж Оптика на металите). По този начин отразяването на повърхностите на Al, Au, Ag, Cu на инфрачервеното лъчение с λ = 10 μm достига 98%. Течните и твърдите неметални вещества имат селективно (в зависимост от дължината на вълната) отразяване на инфрачервеното лъчение, чието положение на максимумите зависи от химичния им състав.

Преминавайки през земната атмосфера, инфрачервеното лъчение се отслабва поради разсейване и поглъщане от атомите и молекулите на въздуха. Азотът и кислородът не абсорбират инфрачервеното лъчение и го отслабват само в резултат на разсейване, което е много по-малко за инфрачервеното лъчение, отколкото за видимата светлина. Намиращите се в атмосферата молекули H 2 O, O 2, O 3 и др. селективно (избирателно) поглъщат инфрачервеното лъчение, като особено силно се абсорбира инфрачервеното лъчение на водните пари. Лентите на поглъщане на H 2 O се наблюдават в цялата инфрачервена област на спектъра, а CO 2 - в средната му част. В повърхностните слоеве на атмосферата има само малък брой "прозрачни прозорци" за инфрачервено лъчение. Наличието в атмосферата на частици дим, прах, малки капки вода води до допълнително отслабване на инфрачервеното лъчение в резултат на разсейването му върху тези частици. При малки размери на частиците инфрачервеното лъчение се разпръсква по-малко от видимото лъчение, което се използва в инфрачервената фотография.

Източници на инфрачервено лъчение.Мощен естествен източник на инфрачервено лъчение е Слънцето, около 50% от неговата радиация е в инфрачервената област. Инфрачервеното лъчение представлява 70 до 80% от енергията на излъчване на лампите с нажежаема жичка; излъчва се от електрическа дъга и различни газоразрядни лампи, всички видове електрически нагреватели. В научните изследвания източниците на инфрачервено лъчение са лампи с волфрамова лента, щифт на Нернст, глобус, живачни лампи с високо налягане и др. Излъчването на някои видове лазери също е в инфрачервената област на спектъра (напр. дължината на вълната на неодимовите стъклени лазери е 1,06 μm, хелиево-неонови лазери - 1,15 и 3,39 микрона, CO 2 лазери - 10,6 микрона).

Приемниците на инфрачервено лъчение се основават на преобразуването на радиационната енергия в други видове енергия, достъпна за измерване. В термоприемниците погълнатото инфрачервено лъчение предизвиква повишаване на температурата на термочувствителния елемент, което се записва. При фотоелектрическите приемници поглъщането на инфрачервеното лъчение води до появата или промяната на силата на електрически ток или напрежение. Фотоелектричните приемници (за разлика от термичните) са селективни, т.е. те са чувствителни само към излъчване от определена област на спектъра. Фоторегистрацията на инфрачервеното лъчение се извършва с помощта на специални фотографски емулсии, но те са чувствителни към него само за дължини на вълните до 1,2 микрона.

Използването на инфрачервено лъчение. IR радиацията се използва широко в научните изследвания и за решаване на различни практически проблеми. Емисионните и абсорбционните спектри на молекули и твърди вещества се намират в инфрачервената област, те се изследват в инфрачервената спектроскопия, в структурни проблеми и се използват също в качествен и количествен спектрален анализ. В далечната инфрачервена област се намира радиацията, която възниква по време на преходите между Zeeman поднивата на атомите, инфрачервените спектри на атомите позволяват да се изследва структурата на техните електронни обвивки. Снимките на един и същ обект, направени във видимия и инфрачервения диапазон, поради разликата в коефициентите на отражение, пропускане и разсейване, могат да варират значително; При IR фотография можете да видите детайли, които не се виждат при нормална фотография.

В промишлеността инфрачервеното лъчение се използва за сушене и нагряване на материали и продукти, в бита - за отопление на помещения. На базата на фотокатоди, чувствителни към инфрачервеното лъчение, са създадени електронно-оптични преобразуватели, при които инфрачервеното изображение на невидим за окото обект се преобразува във видимо. На базата на такива преобразуватели са изградени различни устройства за нощно виждане (бинокли, мерници и др.), Които позволяват да се откриват обекти в пълна тъмнина, да се наблюдават и прицелват, облъчвайки ги с инфрачервено лъчение от специални източници. С помощта на високочувствителни приемници на инфрачервено лъчение се извършва топлинно пеленгиране на обекти от собственото им инфрачервено лъчение и се създават системи за насочване на снаряди и ракети към целта. IR локаторите и IR далекомерите ви позволяват да откривате в тъмното обекти, чиято температура е по-висока от температурата на околната среда, и да измервате разстоянието до тях. Мощното лъчение на инфрачервените лазери се използва в научните изследвания, както и за наземни и космически комуникации, за лазерно сондиране на атмосферата и др. Инфрачервеното лъчение се използва за възпроизвеждане на еталона на метра.

Лит.: Шрайбер Г. Инфрачервени лъчи в електрониката. М., 2003; Тарасов В. В., Якушенков Ю. Г. Инфрачервени системи от "гледащ" тип. М., 2004.

Превод Дмитрий Викторов

Съкращение: IR радиация
Определение: Невидимо лъчение с дължини на вълните от приблизително 750 nm до 1 mm.

Инфрачервено лъчение- това е лъчение с дължина на вълната над 700 - 800 nm, горната граница на видимия диапазон на дължината на вълната. Тази граница не определя как намалява чувствителността на окото към видимата радиация в дадена спектрална област.

Въпреки че чувствителността на окото към видимата радиация, например при 700 nm, вече е много слаба, радиацията от някои лазерни диоди с дължина на вълната над 750 nm все още може да се види, ако тази радиация е достатъчно интензивна. Такова излъчване може да бъде вредно за очите, дори и да не се възприема като много ярко. Горната граница на инфрачервената област на спектъра по отношение на дължината на вълната също не е ясно дефинирана, обикновено около 1 µm.

За да се "вижда" в инфрачервена светлина се използват очила за нощно виждане.

За областите на инфрачервения спектър се използва следната класификация:

- близката инфрачервена (наричана още IR-A) е ~ от 700 до 1400 nm.Лазерите, излъчващи в този диапазон на дължината на вълната, са особено опасни за очите, тъй като радиацията в близката инфрачервена област се предава и фокусира върху чувствителната ретина по същия начин като видимата светлина, като в същото време не предизвиква защитен рефлекс на мигане. Необходима е подходяща защита на очите.
- късовълнов инфрачервен (IR-B) се простира от 1,4 до 3 µm. Този диапазон е сравнително безопасен за очите, тъй като такова лъчение ще бъде абсорбирано от веществото на окото, преди да достигне до ретината. Влакнестите усилватели с добавка на ербий за комуникации с оптични влакна работят в този диапазон.
- средно вълнов инфрачервен диапазон (IR-C) от 3 до 8 µm. Атмосферата изпитва силно поглъщане в този диапазон. Има много абсорбционни линии, например за въглероден диоксид (CO2) и водна пара (H2O). Много газове имат силни и характерни абсорбционни линии в средния инфрачервен диапазон, което прави тази област от спектъра интересна за високочувствителна газова спектроскопия.
- дълги вълни IR варира от 8 до 15 µm, след далечната инфрачервена светлина, която се простира до 1 mm, в литературата понякога започва още от 8 µm. Дълговълновата инфрачервена област на спектъра се използва за термично изображение.

Все пак трябва да се отбележи, че дефинициите на тези термини се различават значително в литературата. Повечето стъкла са прозрачни за близкото инфрачервено лъчение, но те силно абсорбират лъчение с дълги дължини на вълната, докато фотоните от това лъчение могат директно да се преобразуват във фонони. За силициево стъкло, използвано в силициевите влакна, силна абсорбция настъпва след 2 µm.

Инфрачервеното лъчение се нарича още топлинно лъчение, тъй като топлинното лъчение от нагрети тела е предимно в инфрачервената област. Дори при стайна температура и по-ниска, телата излъчват значителни количества средна и далечна инфрачервена радиация, която може да се използва за термично изображение.
Например, инфрачервени изображения на къща, отоплявана през зимата, могат да разкрият изтичане на топлина (напр. при прозорци, покрив или в лошо изолирани стени зад радиатори) и по този начин да помогнат за предприемането на ефективни мерки за подобряване.

Според материалите на интернет портала