Pulserende infrarød LED-stråling. Infrarøde stråler: egenskaper, anvendelser, innvirkning på mennesker

> Infrarøde bølger

Hva har skjedd infrarøde bølger: infrarød bølgelengde, infrarød bølgelengdeområde og frekvens. Studer infrarøde spektrummønstre og kilder.

infrarødt lys(IR) - elektromagnetiske stråler, som når det gjelder bølgelengder overstiger det synlige (0,74-1 mm).

Læringsoppgave

Forstå de tre områdene av IR-spekteret og beskriv prosessene for absorpsjon og emisjon av molekyler.

Grunnleggende øyeblikk

IR-lys rommer mesteparten av den termiske strålingen som genereres av legemer ved omtrent romtemperatur. Det slippes ut og absorberes hvis det oppstår endringer i rotasjon og vibrasjon av molekyler.
IR-delen av spekteret kan deles inn i tre regioner etter bølgelengde: langt infrarød (300-30 THz), mellom (30-120 THz) og nær (120-400 THz).
IR er også referert til som termisk stråling.
Det er viktig å forstå begrepet emissivitet for å forstå IR.
IR-stråler kan brukes til å fjernbestemme temperaturen på objekter (termografi).

Vilkår

Termografi - fjernberegning av endringer i kroppstemperatur.
Termisk stråling er elektromagnetisk stråling produsert av en kropp på grunn av temperatur.
Emissivitet er en overflates evne til å utstråle.

infrarøde bølger

Infrarødt (IR) lys - elektromagnetiske stråler, som når det gjelder bølgelengder er overlegen synlig lys (0,74-1 mm). Det infrarøde bølgebåndet konvergerer med frekvensområdet 300-400 THz og rommer en enorm mengde termisk stråling. IR-lys absorberes og sendes ut av molekyler når de endrer seg i rotasjon og vibrasjon.

Her er hovedkategoriene av elektromagnetiske bølger. Skillelinjene er forskjellige noen steder, mens andre kategorier kan overlappe hverandre. Mikrobølger opptar høyfrekvensdelen av radiodelen av det elektromagnetiske spekteret

Underkategorier av IR-bølger

Den infrarøde delen av det elektromagnetiske spekteret dekker området fra 300 GHz (1 mm) til 400 THz (750 nm). Det er tre typer infrarøde bølger:

Fjern IR: 300 GHz (1 mm) til 30 THz (10 µm). Den nedre delen kan kalles mikrobølger. Disse strålene absorberes på grunn av rotasjon i gassfasemolekyler, molekylære bevegelser i væsker og fotoner i faste stoffer. Vannet i jordens atmosfære er så sterkt absorbert at det gjør det ugjennomsiktig. Men det er visse bølgelengder (vinduer) som brukes til overføring.
Midt-IR: 30 til 120 THz (10 til 2,5 µm). Kildene er varme gjenstander. Absorbert av vibrasjoner av molekyler (ulike atomer vibrerer i likevektsposisjoner). Noen ganger blir dette området referert til som et fingeravtrykk fordi det er et spesifikt fenomen.
Nærmeste IR: 120 til 400 THz (2500-750 nm). Disse fysiske prosessene ligner de som skjer i synlig lys. De høyeste frekvensene kan finnes med visse typer fotografisk film og sensorer for infrarød, fotografering og video.

Varme og termisk stråling

Infrarød stråling kalles også termisk stråling. IR-lys fra sola dekker bare 49 % av jordens oppvarming, og resten er synlig lys (absorbert og re-sprett ved lengre bølgelengder).

Varme er energi i en overgangsform som strømmer på grunn av temperaturforskjeller. Hvis varme overføres ved ledning eller konveksjon, kan stråling forplante seg i et vakuum.

For å forstå IR-stråler må begrepet emissivitet vurderes nøye.

IR-bølgekilder

Mennesker og det meste av planetens miljø skaper varmestråler på 10 mikron. Dette er grensen som skiller de midtre og fjerne infrarøde områdene. Mange astronomiske kropper sender ut en detekterbar mengde IR ved ikke-termiske bølgelengder.

IR-stråler kan brukes til å beregne temperaturen på objekter på avstand. Denne prosessen kalles termografi og brukes mest aktivt i militær og industriell bruk.

Termografisk bilde av hund og katt

IR-bølger brukes også i oppvarming, kommunikasjon, meteorologi, spektroskopi, astronomi, biologi og medisin og kunstanalyse.

Infrarød stråling- elektromagnetisk stråling som okkuperer det spektrale området mellom den røde enden av synlig lys (med en bølgelengde λ = 0,74 mikron og en frekvens på 430 THz) og mikrobølgeradiostråling (λ ~ 1-2 mm, frekvens 300 GHz).

Hele spekteret av infrarød stråling er betinget delt inn i tre områder:

Langbølgekanten av dette området skilles noen ganger i et eget område av elektromagnetiske bølger - terahertzstråling (submillimeterstråling).

Infrarød stråling kalles også "termisk stråling", siden infrarød stråling fra oppvarmede gjenstander oppfattes av menneskehuden som en varmefølelse. I dette tilfellet avhenger bølgelengdene som sendes ut av kroppen av oppvarmingstemperaturen: jo høyere temperatur, jo kortere bølgelengde og høyere strålingsintensitet. Emisjonsspekteret til en absolutt svart kropp ved relativt lave (opptil flere tusen Kelvin) temperaturer ligger hovedsakelig i dette området. Infrarød stråling sendes ut av eksiterte atomer eller ioner.

Encyklopedisk YouTube

1 / 3

✪ 36 Infrarød og ultrafiolett stråling Elektromagnetisk bølgeskala

✪ Eksperimenter i fysikk. Refleksjon av infrarød stråling

✪ Elektrisk oppvarming (infrarød varme). Hvilket varmesystem å velge?

Undertekster

Oppdagelseshistorie og generelle egenskaper

Infrarød stråling ble oppdaget i 1800 av den engelske astronomen W. Herschel. Etter å ha vært engasjert i studiet av solen, lette Herschel etter en måte å redusere oppvarmingen av instrumentet som observasjonene ble gjort med. Ved å bruke termometre for å bestemme effekten av forskjellige deler av det synlige spekteret fant Herschel at "maksimal varme" ligger bak den mettede røde fargen og kanskje "bak den synlige brytningen." Denne studien markerte begynnelsen på studiet av infrarød stråling.

Tidligere var laboratoriekilder for infrarød stråling utelukkende glødelegemer eller elektriske utladninger i gasser. Nå, på grunnlag av faststoff- og molekylgasslasere, er moderne kilder for infrarød stråling med justerbar eller fast frekvens opprettet. For å registrere stråling i det nære infrarøde området (opptil ~1,3 μm), brukes spesielle fotografiske plater. Et bredere følsomhetsområde (opptil ca. 25 mikron) er besatt av fotoelektriske detektorer og fotomotstander. Stråling i det fjerne infrarøde området registreres av bolometre - detektorer som er følsomme for oppvarming av infrarød stråling.

IR-utstyr er mye brukt både i militær teknologi (for eksempel for missilføring) og i sivil teknologi (for eksempel i fiberoptiske kommunikasjonssystemer). Optiske elementer i IR-spektrometre er enten linser og prismer, eller diffraksjonsgitter og speil. For å unngå absorpsjon av stråling i luft, produseres far-IR-spektrometre i en vakuumversjon.

Siden infrarøde spektre er assosiert med rotasjons- og vibrasjonsbevegelser i et molekyl, så vel som med elektroniske overganger i atomer og molekyler, gir IR-spektroskopi viktig informasjon om strukturen til atomer og molekyler, samt båndstrukturen til krystaller.

Infrarøde bånd

Objekter sender vanligvis ut infrarød stråling over hele bølgelengdespekteret, men noen ganger er bare et begrenset område av spekteret av interesse fordi sensorer vanligvis bare samler stråling innenfor en viss båndbredde. Derfor er det infrarøde området ofte delt inn i mindre områder.

Vanlig delingsordning

Den vanligste inndelingen i mindre områder er som følger:

Forkortelse	Bølgelengde	Foton energi	Karakteristisk
Nær-infrarød, NIR	0,75-1,4 um	0,9-1,7 eV	Nær IR, begrenset på den ene siden av synlig lys, på den andre - av vanngjennomsiktighet, som forringes betydelig ved 1,45 µm. Utbredte infrarøde lysdioder og lasere for fiber- og luftbårne optiske kommunikasjonssystemer opererer i dette området. Videokameraer og nattsynsenheter basert på bildeforsterkerrør er også følsomme i dette området.
Kortbølgelengde infrarød, SWIR	1,4-3 µm	0,4-0,9 eV	Absorpsjonen av elektromagnetisk stråling av vann øker betydelig ved 1450 nm. Området 1530-1560 nm dominerer langdistanseområdet.
Midtbølgelengde infrarød, MWIR	3-8 µm	150-400 meV	I dette området begynner kropper oppvarmet til flere hundre grader Celsius å stråle. I dette området er termiske hodeplassering av luftvernsystemer og tekniske termiske kameraer følsomme.
Langbølgelengde infrarød, LWIR	8-15 µm	80-150 meV	I dette området begynner kropper med temperaturer rundt null grader Celsius å stråle. I dette området er termiske kameraer for nattsynsenheter følsomme.
Langt infrarød, GRAN	15 - 1000 µm	1,2-80 meV

CIE-ordningen

Den internasjonale kommisjonen for belysning Internasjonal kommisjon on belysning ) anbefaler inndeling av infrarød stråling i følgende tre grupper:

IR-A: 700 nm - 1400 nm (0,7 µm - 1,4 µm)
IR-B: 1400 nm - 3000 nm (1,4 µm - 3 µm)
IR-C: 3000 nm - 1 mm (3 µm - 1000 µm)

ISO 20473-skjema

termisk stråling

Termisk stråling eller stråling er overføring av energi fra en kropp til en annen i form av elektromagnetiske bølger som sendes ut av kropper på grunn av deres indre energi. Termisk stråling er hovedsakelig i det infrarøde området av spekteret fra 0,74 mikron til 1000 mikron. Et særtrekk ved strålingsvarmeoverføring er at den kan utføres mellom kropper som ikke bare befinner seg i et hvilket som helst medium, men også i vakuum. Et eksempel på termisk stråling er lys fra en glødelampe. Den termiske strålingskraften til et objekt som oppfyller kriteriene for en absolutt svart kropp er beskrevet av Stefan-Boltzmann-loven. Forholdet mellom kroppens strålingsevne og absorpsjonsevne er beskrevet av loven stråling Kirchhoff. Termisk stråling er en av de tre elementære typene termisk energioverføring (i tillegg til termisk ledningsevne og konveksjon). Likevektsstråling er termisk stråling som er i termodynamisk likevekt med materie.

applikasjon

Nattsynsenhet

Det er flere måter å visualisere et usynlig infrarødt bilde på:

Moderne halvledervideokameraer er følsomme i det nære infrarøde. For å unngå fargefeil er vanlige husholdningsvideokameraer utstyrt med et spesielt filter som kutter av IR-bildet. Kameraer for sikkerhetssystemer har som regel ikke et slikt filter. Om natten er det imidlertid ingen naturlige kilder til nær-IR, så uten kunstig belysning (for eksempel infrarøde lysdioder), vil slike kameraer ikke vise noe.
Bildeforsterkerrør - en fotoelektronisk vakuumenhet som forsterker lys i det synlige spekteret og nær infrarødt. Den har høy følsomhet og er i stand til å gi et bilde i svært lite lys. De er historisk sett de første nattsynsenhetene, mye brukt og for tiden i billige nattsynsenheter. Siden de bare fungerer i nær IR, krever de, som halvledervideokameraer, belysning.
Bolometer - termisk sensor. Bolometre for tekniske synssystemer og nattsynsapparater er følsomme i bølgelengdeområdet 3..14 mikron (midt-IR), som tilsvarer strålingen fra legemer som er oppvarmet fra 500 til -50 grader Celsius. Dermed krever ikke bolometriske enheter ekstern belysning, registrerer strålingen fra selve objektene og skaper et bilde av temperaturforskjellen.

termografi

Infrarød termografi, termisk bilde eller termisk video, er en vitenskapelig måte å få et termogram på – et bilde i infrarøde stråler som viser et bilde av fordelingen av temperaturfelt. Termografiske kameraer eller termiske kameraer oppdager stråling i det infrarøde området av det elektromagnetiske spekteret (omtrent 900-14000 nanometer eller 0,9-14 µm) og, basert på denne strålingen, lager du bilder som lar deg bestemme overopphetede eller underkjølte steder. Siden infrarød stråling sendes ut av alle objekter som har en temperatur, i henhold til Plancks formel for svart kroppsstråling, lar termografi deg «se» miljøet med eller uten synlig lys. Mengden stråling som sendes ut av et objekt øker når temperaturen stiger, så termografi lar oss se forskjeller i temperatur. Når vi ser gjennom et termisk kamera, ses varme gjenstander bedre enn de som er avkjølt til omgivelsestemperatur; mennesker og varmblodige dyr er lettere synlige i miljøet, både om dagen og om natten. Som et resultat kan fremme av bruk av termografi tilskrives militær- og sikkerhetstjenesten.

infrarød målsøking

Infrarødt målhode - et målsøkingshode som fungerer etter prinsippet om å fange infrarøde bølger som sendes ut av et fanget mål. Det er en optisk-elektronisk enhet designet for å identifisere et mål mot den omkringliggende bakgrunnen og gi et fangstsignal til en automatisk sikteenhet (APU), samt å måle og gi et signal om vinkelhastigheten til siktelinjen til autopilot.

Infrarød varmeovn

Data overføring

Spredningen av infrarøde lysdioder, lasere og fotodioder gjorde det mulig å lage en trådløs optisk dataoverføringsmetode basert på dem. Innen datateknologi brukes den vanligvis til å koble datamaskiner med perifere enheter (IrDA-grensesnitt) I motsetning til radiokanalen er den infrarøde kanalen ufølsom for elektromagnetisk interferens, og dette gjør at den kan brukes under industrielle forhold. Ulempene med den infrarøde kanalen inkluderer behovet for optiske vinduer på utstyret, riktig relativ orientering av enheter, lave overføringshastigheter (overstiger vanligvis ikke 5-10 Mbps, men betydelig høyere hastigheter er mulig ved bruk av infrarøde lasere). I tillegg er hemmelighold av informasjonsoverføring ikke sikret. Under sikteforhold kan en infrarød kanal gi kommunikasjon over avstander på flere kilometer, men det er mest praktisk å koble til datamaskiner plassert i samme rom, der refleksjoner fra veggene i rommet gir en stabil og pålitelig forbindelse. Den mest naturlige typen topologi her er "bussen" (det vil si at det overførte signalet mottas samtidig av alle abonnenter). Den infrarøde kanalen kunne ikke brukes mye, den ble erstattet av radiokanalen.

Termisk stråling brukes også til å motta varselsignaler.

Fjernkontroll

Infrarøde dioder og fotodioder er mye brukt i fjernkontrollpaneler, automasjonssystemer, sikkerhetssystemer, enkelte mobiltelefoner (infrarød port), etc. Infrarøde stråler distraherer ikke en persons oppmerksomhet på grunn av deres usynlighet.

Interessant nok er den infrarøde strålingen fra en husholdningsfjernkontroll enkelt fanget med et digitalkamera.

Medisin

Den mest brukte infrarøde strålingen i medisin finnes i ulike blodstrømssensorer (PPG).

Utbredt pulsfrekvens (HR, HR - Heart Rate) og blodoksygenmetning (Sp02) målere bruker grønne (for puls) og røde og infrarøde (for SpO2) strålings-LED.

Infrarød laserstråling brukes i DLS-teknikken (Digital Light Scattering) for å bestemme pulsfrekvens og blodstrømkarakteristikk.

Infrarøde stråler brukes i fysioterapi.

Påvirkning av langbølget infrarød stråling:

Stimulering og forbedring av blodsirkulasjonen Når de utsettes for langbølget infrarød stråling på huden, irriteres hudreseptorer, og på grunn av reaksjonen til hypothalamus slapper de glatte musklene i blodårene av, som et resultat av at karene utvides.
Forbedring av metabolske prosesser. Den termiske effekten av infrarød stråling stimulerer aktivitet på cellenivå, forbedrer prosessene med nevroregulering og metabolisme.

Matsterilisering

Ved hjelp av infrarød stråling steriliseres matvarer med det formål å desinfisere.

mat industri

Et trekk ved bruken av infrarød stråling i næringsmiddelindustrien er muligheten for penetrering av en elektromagnetisk bølge inn i slike kapillærporøse produkter som korn, korn, mel, etc. til en dybde på opptil 7 mm. Denne verdien avhenger av overflatens art, struktur, materialets egenskaper og frekvensresponsen til strålingen. En elektromagnetisk bølge med et visst frekvensområde har ikke bare en termisk, men også en biologisk effekt på produktet, bidrar til å akselerere biokjemiske transformasjoner i biologiske polymerer (

Infrarødt lys er visuelt utilgjengelig for menneskelig syn. I mellomtiden blir lange infrarøde bølger oppfattet av menneskekroppen som varme. Infrarødt lys har noen egenskaper til synlig lys. Stråling av denne formen egner seg til fokusering, reflekteres og polariseres. Teoretisk sett blir IR-lys mer tolket som infrarød stråling (IR). Space IR opptar spektralområdet til elektromagnetisk stråling 700 nm - 1 mm. IR-bølger er lengre enn synlig lys og kortere enn radiobølger. Følgelig er IR-frekvenser høyere enn mikrobølgefrekvenser og lavere enn frekvenser for synlig lys. IR-frekvensen er begrenset til området 300 GHz - 400 THz.

Infrarøde bølger ble oppdaget av den britiske astronomen William Herschel. Funnet ble registrert i 1800. Ved å bruke glassprismer i sine eksperimenter, utforsket forskeren på denne måten muligheten for å dele sollys i separate komponenter.

Da William Herschel måtte måle temperaturen på individuelle blomster, oppdaget han en faktor i temperaturøkningen når han passerte gjennom følgende serie etter hverandre:

fiolett,
blå,
grønt,
eggeplomme,
oransje,
rød.

Bølge- og frekvensområde for IR-stråling

Basert på bølgelengden deler forskere betinget infrarød stråling i flere spektrale deler. Det er imidlertid ingen enkelt definisjon av grensene for hver enkelt del.

Skala for elektromagnetisk stråling: 1 - radiobølger; 2 - mikrobølgeovner; 3 - IR-bølger; 4 - synlig lys; 5 - ultrafiolett; 6 - røntgenstråler; 7 - gammastråler; B er bølgelengdeområdet; E - energi

Teoretisk er tre bølgeområder utpekt:

Nær
Gjennomsnitt
Lengre

Det nære infrarøde området er markert med bølgelengder nær slutten av det synlige lysspekteret. Det omtrentlige beregnede bølgesegmentet er her angitt med lengden: 750 - 1300 nm (0,75 - 1,3 mikron). Strålingsfrekvensen er omtrent 215-400 Hz. Kort IR-rekkevidde vil avgi et minimum av varme.

Mellom IR-området (mellomliggende), dekker bølgelengder på 1300-3000 nm (1,3 - 3 mikron). Frekvenser måles her i området 20-215 THz. Nivået av utstrålt varme er relativt lavt.

Det fjerne infrarøde området er nærmest mikrobølgeområdet. Justering: 3-1000 mikron. Frekvensområde 0,3-20 THz. Denne gruppen består av korte bølgelengder ved maksimalt frekvensintervall. Det er her den maksimale varmen avgis.

Anvendelse av infrarød stråling

IR-stråler har blitt brukt på ulike felt. Blant de mest kjente enhetene er termiske kameraer, nattsynsutstyr, etc. Kommunikasjons- og nettverksutstyr IR-lys brukes i både kablede og trådløse operasjoner.

Et eksempel på driften av en elektronisk enhet - en termisk kamera, hvis prinsipp er basert på bruk av infrarød stråling. Og dette er bare ett eksempel av mange andre.

Fjernkontroller er utstyrt med et IR-kommunikasjonssystem med kort rekkevidde, hvor signalet overføres gjennom IR-lysdioder. Eksempel: vanlige husholdningsapparater - TVer, klimaanlegg, spillere. Infrarødt lys overfører data over fiberoptiske kabelsystemer.

I tillegg brukes infrarød stråling aktivt av forskningsastronomi for å studere verdensrommet. Det er takket være infrarød stråling at det er mulig å oppdage romobjekter som er usynlige for det menneskelige øyet.

Lite kjente fakta om IR-lys

Menneskelige øyne kan virkelig ikke se infrarøde stråler. Men huden på menneskekroppen er i stand til å "se" dem, reagere på fotoner, og ikke bare på termisk stråling.

Overflaten av huden fungerer faktisk som et "øyeeplet". Går du ute på en solrik dag, lukker øynene og strekker håndflatene opp mot himmelen, kan du enkelt finne solens plassering.

Om vinteren, i et rom hvor lufttemperaturen er 21-22ºС, varmt kledd (genser, bukser). Om sommeren, i samme rom, ved samme temperatur, føler folk seg også komfortable, men i lettere klær (shorts, T-skjorte).

Det er lett å forklare dette fenomenet: til tross for den samme lufttemperaturen, avgir veggene og taket i rommet om sommeren flere fjern-IR-bølger båret av sollys (FIR - Far Infrared). Derfor menneskekroppen ved samme temperatur, om sommeren oppfattet mer varme.

IR-varme reproduseres av enhver levende organisme og livløse gjenstander. På skjermen til termokameraet merkes dette øyeblikket mer enn tydelig.

Par med mennesker som sover i samme seng er ufrivillig sendere og mottakere av FIR-bølger i forhold til hverandre. Hvis en person er alene i sengen, fungerer han som en sender av FIR-bølger, men mottar ikke lenger de samme bølgene i retur.

Når folk snakker med hverandre, sender og mottar de ufrivillig FIR-bølgevibrasjoner fra hverandre. Vennlige (kjærlighets)klemmer aktiverer også overføring av FIR-stråling mellom mennesker.

Hvordan oppfatter naturen infrarødt lys?

Mennesker er ikke i stand til å se infrarødt lys, men slanger av hoggormfamilien eller klapperslanger (som klapperslanger) har sensoriske "groper" som brukes til å avbilde infrarødt lys.

Denne egenskapen lar slanger oppdage varmblodige dyr i fullstendig mørke. Slanger med to sensoriske groper antas å ha en viss infrarød dybdeoppfatning.

Egenskaper til IR-slangen: 1, 2 - følsomme soner i det sensoriske hulrommet; 3 - membranhulrom; 4 - indre hulrom; 5 - MG fiber; 6 - ytre hulrom

Fisk bruker med hell nær infrarødt (NIR) lys for å fange byttedyr og navigere i vannområder. Denne følelsen av NIR hjelper fisken med å navigere nøyaktig under dårlige lysforhold, i mørket eller i grumsete vann.

Infrarød stråling spiller en viktig rolle i å forme jordens vær og klima, akkurat som sollys. Den totale massen av sollys som absorberes av jorden, i en lik mengde IR-stråling, må reise fra jorden tilbake til verdensrommet. Ellers er global oppvarming eller global avkjøling uunngåelig.

Det er en åpenbar grunn til at luften avkjøles raskt på en tørr natt. Det lave luftfuktighetsnivået og fraværet av skyer på himmelen åpner for en fri vei for infrarød stråling. Infrarøde stråler kommer raskere inn i verdensrommet og frakter dermed varmen raskere.

En betydelig del av det som kommer til jorden er infrarødt lys. Enhver naturlig organisme eller gjenstand har en temperatur, noe som betyr at den frigjør infrarød energi. Selv gjenstander som er a priori kalde (som isbiter) sender ut infrarødt lys.

Teknisk potensial for den infrarøde sonen

Det tekniske potensialet til IR-stråler er ubegrenset. Mange eksempler. Infrarød sporing (homing) brukes i passive missilkontrollsystemer. Elektromagnetisk stråling fra målet, mottatt i den infrarøde delen av spekteret, brukes i dette tilfellet.

Målsporingssystemer: 1, 4 - forbrenningskammer; 2, 6 - relativt lang flammeeksos; 5 - kald strøm som omgår det varme kammeret; 3, 7 - tildelt viktig IR-signatur

Værsatellitter utstyrt med skanningsradiometre produserer termiske bilder, som deretter lar analytiske metoder bestemme skyhøyder og typer, beregne land- og overflatevannstemperaturer og bestemme havoverflateegenskaper.

Infrarød stråling er den vanligste måten å fjernstyre ulike enheter på. Basert på FIR-teknologi utvikles og produseres mange produkter. Japanerne utmerket seg her. Her er bare noen få eksempler som er populære i Japan og rundt om i verden:

spesielle pads og varmeovner FIR;
FIR-tallerkener for å holde fisk og grønnsaker ferske i lang tid;
keramisk papir og keramikk FIR;
stoff FIR hansker, jakker, bilseter;
frisørens FIR-tørker, som reduserer skader på håret;

Infrarød reflektografi (kunstkonservering) brukes til å studere malerier, og hjelper til med å avsløre de underliggende lagene uten å ødelegge strukturen. Denne teknikken bidrar til å avsløre detaljene som er skjult under kunstnerens tegning.

På denne måten avgjøres det om det aktuelle maleriet er et originalt kunstverk eller bare en profesjonelt laget kopi. Endringene knyttet til restaureringsarbeidet på kunstverk er også bestemt.

IR-stråler: innvirkning på menneskers helse

De gunstige effektene av sollys på menneskers helse er vitenskapelig bevist. Imidlertid er overdreven eksponering for solstråling potensielt farlig. Sollys inneholder ultrafiolette stråler, hvis handling brenner huden på menneskekroppen.

Infrarøde badstuer til massebruk er utbredt i Japan og Kina. Og trenden mot utviklingen av denne metoden for helbredelse blir bare sterkere.

I mellomtiden gir langt infrarød alle helsemessige fordeler av naturlig sollys. Dette eliminerer fullstendig de farlige effektene av solstråling.

Ved å bruke IR-strålereproduksjonsteknologi, full temperaturkontroll (), oppnås ubegrenset sollys. Men dette er ikke alle kjente fakta om fordelene med infrarød stråling:

Langt infrarøde stråler styrker det kardiovaskulære systemet, stabiliserer hjertefrekvensen, øker hjertevolum, samtidig som det reduserer det diastoliske blodtrykket.
Stimulering av kardiovaskulær funksjon med langt infrarødt lys er en ideell måte å opprettholde et normalt kardiovaskulært system. Det er en opplevelse av amerikanske astronauter under en lang romflukt.
Langt infrarøde IR-stråler med temperaturer over 40°C svekkes og dreper til slutt kreftceller. Dette faktum bekreftes av American Cancer Association og National Cancer Institute.
Infrarøde badstuer brukes ofte i Japan og Korea (hypertermiterapi eller Waon-terapi) for behandling av hjerte- og karsykdommer, spesielt kronisk hjertesvikt og perifer arteriell sykdom.
Forskningsresultater publisert i tidsskriftet Neuropsychiatric Disease and Treatment viser infrarøde stråler som et «medisinsk gjennombrudd» i behandlingen av traumatisk hjerneskade.
Infrarød sauna anses å være syv ganger mer effektiv når det gjelder å fjerne tungmetaller, kolesterol, alkohol, nikotin, ammoniakk, svovelsyre og andre giftstoffer fra kroppen.
Til slutt kom FIR-terapi i Japan og Kina på topp blant de effektive måtene å behandle astma, bronkitt, forkjølelse, influensa, bihulebetennelse på. Det bemerkes at FIR-terapi fjerner betennelse, hevelse, slimete blokkeringer.

Infrarødt lys og en levetid på 200 år

Infrarød stråling er en type elektromagnetisk stråling som grenser til den røde delen av det synlige lysspekteret på den ene siden og mikrobølger på den andre. Bølgelengde - fra 0,74 til 1000-2000 mikrometer. Infrarøde bølger kalles også "termiske". Basert på bølgelengden er de klassifisert i tre grupper:

kortbølge (0,74-2,5 mikrometer);

middels bølge (lengre enn 2,5, kortere enn 50 mikrometer);

langbølget (mer enn 50 mikrometer).

Kilder til infrarød stråling

På planeten vår er infrarød stråling på ingen måte uvanlig. Nesten all varme er effekten av eksponering for infrarøde stråler. Det spiller ingen rolle hva det er: sollys, varmen fra kroppen vår eller varmen som kommer fra varmeapparater.

Den infrarøde delen av den elektromagnetiske strålingen varmer ikke opp rommet, men direkte selve objektet. Det er på dette prinsippet at arbeidet med infrarøde lamper er bygget. Og solen varmer opp jorden på samme måte.

Påvirkning på levende organismer

For øyeblikket kjenner ikke vitenskapen til bekreftede fakta om den negative effekten av infrarøde stråler på menneskekroppen. Med mindre på grunn av for intens stråling, kan slimhinnen i øynene bli skadet.

Men vi kan snakke om fordelene veldig lenge. Tilbake i 1996 bekreftet forskere fra USA, Japan og Holland en rekke positive medisinske fakta. Termisk stråling:

ødelegger noen typer hepatittvirus;

hemmer og bremser veksten av kreftceller;

har evnen til å nøytralisere skadelige elektromagnetiske felt og stråling. Inkludert radioaktive;

hjelper diabetikere med å produsere insulin;

kan hjelpe med dystrofi;

forbedre tilstanden til kroppen med psoriasis.

Under helsetilstanden forbedres, begynner de indre organene å jobbe mer effektivt. Muskelernæring økes, styrken til immunsystemet økes kraftig. Det er et velkjent faktum at i fravær av infrarød stråling, eldes kroppen merkbart raskere.

Infrarøde stråler kalles også "livets stråler". Det var under deres innflytelse livet ble født.

Bruken av infrarøde stråler i menneskelivet

Infrarødt lys brukes ikke mindre mye enn det er vanlig. Kanskje vil det være veldig vanskelig å finne minst ett område av nasjonaløkonomien der den infrarøde delen av elektromagnetiske bølger ikke har funnet anvendelse. Vi lister opp de mest kjente bruksområdene:

krigføring. Målsøking av missilstridshoder eller nattsynsenheter er alle et resultat av bruken av infrarød stråling;

termografi er mye brukt i vitenskapen for å bestemme de overopphetede eller superkjølte delene av objektet som studeres. Infrarøde bilder er også mye brukt i astronomi, sammen med andre typer elektromagnetiske bølger;

husholdningsvarmer. I motsetning til konvektorer bruker slike enheter strålingsenergi til å varme opp alle gjenstander i rommet. Og allerede videre gir interiørartikler varme til den omkringliggende luften;

dataoverføring og fjernkontroll. Ja, alle fjernkontroller for TV-er, båndopptakere og klimaanlegg bruker infrarøde stråler;

desinfeksjon i næringsmiddelindustrien

medisin. Behandling og forebygging av mange ulike typer sykdommer.

Infrarøde stråler er en relativt liten del av elektromagnetisk stråling. Siden det er en naturlig måte å overføre varme på, kan ikke en eneste livsprosess på planeten vår klare seg uten den.

INFRARØD STRÅLING (IR-stråling, IR-stråler), elektromagnetisk stråling med bølgelengder λ fra ca. 0,74 mikron til ca. 1-2 mm, det vil si stråling som okkuperer spektralområdet mellom den røde enden av synlig stråling og kortbølget (submillimeter) radiostråling. Infrarød stråling refererer til optisk stråling, men i motsetning til synlig stråling, blir den ikke oppfattet av det menneskelige øyet. I samspill med overflaten til kropper varmer den dem opp, så det kalles ofte termisk stråling. Konvensjonelt er området for infrarød stråling delt inn i nær (λ = 0,74-2,5 mikron), mellom (2,5-50 mikron) og fjern (50-2000 mikron). Infrarød stråling ble oppdaget av W. Herschel (1800) og uavhengig av W. Wollaston (1802).

Infrarøde spektre kan være linje (atomspektre), kontinuerlig (kondensert stoffspektra) eller stripete (molekylære spektre). Optiske egenskaper (transmisjon, refleksjon, brytning, etc.) av stoffer i infrarød stråling skiller seg som regel vesentlig fra de tilsvarende egenskapene i synlig eller ultrafiolett stråling. Mange stoffer som er gjennomsiktige for synlig lys er ugjennomsiktige for infrarød stråling med visse bølgelengder, og omvendt. Dermed er et lag med flere centimeter tykt vann ugjennomsiktig for infrarød stråling med λ > 1 µm, så vann brukes ofte som et varmeskjermende filter. Plater av Ge og Si, ugjennomsiktige for synlig stråling, er gjennomsiktige for infrarød stråling av visse bølgelengder, svart papir er gjennomsiktig i det fjerne infrarøde området (slike stoffer brukes som lysfiltre når de sender ut infrarød stråling).

Refleksjonsevnen til de fleste metaller i infrarød stråling er mye høyere enn i synlig stråling, og øker med økende bølgelengde (se Metalloptikk). Dermed når refleksjonen av Al, Au, Ag, Cu overflater av infrarød stråling med λ = 10 μm 98%. Flytende og faste ikke-metalliske stoffer har en selektiv (avhengig av bølgelengden) refleksjon av infrarød stråling, hvis posisjon avhenger av deres kjemiske sammensetning.

Når den passerer gjennom jordens atmosfære, blir infrarød stråling dempet på grunn av spredning og absorpsjon av luftatomer og molekyler. Nitrogen og oksygen absorberer ikke infrarød stråling og svekker den kun som følge av spredning, som er mye mindre for infrarød stråling enn for synlig lys. Molekyler H 2 O, O 2, O 3, etc., som er tilstede i atmosfæren, absorberer selektivt (selektivt) infrarød stråling, og den infrarøde strålingen fra vanndamp absorberes spesielt sterkt. H 2 O-absorpsjonsbånd observeres i hele IR-området av spekteret, og CO 2 -bånd - i dens midtre del. I atmosfærens overflatelag er det bare et lite antall "transparensvinduer" for infrarød stråling. Tilstedeværelsen i atmosfæren av partikler av røyk, støv, små vanndråper fører til en ekstra demping av infrarød stråling som et resultat av spredningen på disse partiklene. Ved små partikkelstørrelser spres infrarød stråling mindre enn synlig stråling, som brukes i infrarød fotografering.

Kilder til infrarød stråling. En kraftig naturlig kilde til infrarød stråling er solen, omtrent 50 % av strålingen ligger i det infrarøde området. Infrarød stråling står for 70 til 80 % av strålingsenergien til glødelamper; det sendes ut av en elektrisk lysbue og forskjellige gassutladningslamper, alle typer elektriske varmeovner. I vitenskapelig forskning er kildene til infrarød stråling wolfram-tapelamper, en Nernst-pinne, en globus, høytrykkskvikksølvlamper osv. Strålingen fra noen typer lasere ligger også i IR-området av spekteret (f.eks. bølgelengden til neodymglasslasere er 1,06 μm, helium-neonlasere - 1,15 og 3,39 mikron, CO 2 -lasere - 10,6 mikron).

Mottakere av infrarød stråling er basert på konvertering av strålingsenergi til andre typer energi tilgjengelig for måling. I termiske mottakere forårsaker den absorberte infrarøde strålingen en økning i temperaturen til det temperaturfølsomme elementet, som registreres. I fotoelektriske mottakere fører absorpsjonen av infrarød stråling til utseende eller endring i styrken til en elektrisk strøm eller spenning. Fotoelektriske mottakere (i motsetning til termiske) er selektive, det vil si at de bare er følsomme for stråling fra et bestemt område av spekteret. Fotoregistrering av infrarød stråling utføres ved hjelp av spesielle fotografiske emulsjoner, men de er følsomme for det bare for bølgelengder opp til 1,2 mikron.

Bruk av infrarød stråling. IR-stråling er mye brukt i vitenskapelig forskning og for å løse ulike praktiske problemer. Emisjons- og absorpsjonsspektrene til molekyler og faste stoffer ligger i IR-regionen, de studeres i infrarød spektroskopi, i strukturelle problemer, og brukes også i kvalitativ og kvantitativ spektralanalyse. I den fjerne IR-regionen ligger strålingen som oppstår under overganger mellom Zeeman-undernivåene til atomer, IR-spektrene til atomer gjør det mulig å studere strukturen til elektronskallene deres. Fotografier av det samme objektet tatt i det synlige og infrarøde området, på grunn av forskjellen i koeffisientene for refleksjon, overføring og spredning, kan variere betydelig; I IR-fotografering kan du se detaljer som ikke er synlige ved vanlig fotografering.

I industrien brukes infrarød stråling til tørking og oppvarming av materialer og produkter, i hverdagen - til romoppvarming. På grunnlag av fotokatoder som er følsomme for infrarød stråling, er det laget elektron-optiske omformere, der det infrarøde bildet av et objekt, usynlig for øyet, omdannes til et synlig. På grunnlag av slike omformere ble det bygget forskjellige nattsynsenheter (kikkerter, sikter, etc.), som gjør det mulig å oppdage objekter i fullstendig mørke, å observere og sikte, bestråle dem med infrarød stråling fra spesielle kilder. Ved hjelp av svært følsomme infrarøde strålingsmottakere utføres termisk retningsfunn av objekter av deres egen infrarøde stråling og systemer for målsøking av prosjektiler og missiler til målet opprettes. IR-lokalisatorer og IR-avstandsmålere lar deg oppdage i mørket objekter hvis temperatur er høyere enn omgivelsestemperaturen, og måle avstanden til dem. Den kraftige strålingen fra infrarøde lasere brukes i vitenskapelig forskning, så vel som til jord- og romkommunikasjon, til lasersondering av atmosfæren osv. Infrarød stråling brukes til å gjengi målerstandarden.

Lit .: Schreiber G. Infrarøde stråler i elektronikk. M., 2003; Tarasov VV, Yakushenkov Yu. G. Infrarøde systemer av "looking" type. M., 2004.