การแผ่รังสี LED อินฟราเรดแบบพัลซ์ รังสีอินฟราเรด: คุณสมบัติ การใช้งาน ผลกระทบต่อมนุษย์

> คลื่นอินฟราเรด

อะไร คลื่นอินฟราเรด: ความยาวคลื่นอินฟราเรด ช่วงความยาวคลื่นอินฟราเรด และความถี่ ศึกษารูปแบบและแหล่งที่มาของสเปกตรัมอินฟราเรด

แสงอินฟราเรด(IR) - รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งมีความยาวคลื่นเกินกว่าที่มองเห็นได้ (0.74-1 มม.)

ภารกิจการเรียนรู้

• ทำความเข้าใจสเปกตรัมอินฟราเรดทั้งสามช่วงและอธิบายกระบวนการดูดซับและการปล่อยก๊าซโดยโมเลกุล

ช่วงเวลาพื้นฐาน

• แสงอินฟราเรดรองรับการแผ่รังสีความร้อนส่วนใหญ่ที่เกิดจากร่างกายที่อุณหภูมิห้อง จะถูกปล่อยออกมาและดูดซับหากมีการเปลี่ยนแปลงในการหมุนและการสั่นสะเทือนของโมเลกุล
• ส่วน IR ของสเปกตรัมสามารถแบ่งออกเป็นสามส่วนตามความยาวคลื่น: อินฟราเรดไกล (300-30 THz), กลาง (30-120 THz) และใกล้ (120-400 THz)
• IR เรียกอีกอย่างว่าการแผ่รังสีความร้อน
• สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจแนวคิดเรื่องการแผ่รังสีเพื่อที่จะเข้าใจ IR
• รังสีอินฟราเรดสามารถใช้เพื่อกำหนดอุณหภูมิของวัตถุจากระยะไกล (thermography)

เงื่อนไข

• Thermography - การคำนวณระยะไกลของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของร่างกาย
• การแผ่รังสีความร้อนเป็นรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่ร่างกายสร้างขึ้นเนื่องจากอุณหภูมิ
• Emissivity คือความสามารถของพื้นผิวในการแผ่รังสี

คลื่นอินฟราเรด

แสงอินฟราเรด (IR) - รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งมีความยาวคลื่นดีกว่าแสงที่มองเห็นได้ (0.74-1 มม.) แถบคลื่นอินฟราเรดมาบรรจบกันด้วยช่วงความถี่ 300-400 THz และรองรับการแผ่รังสีความร้อนจำนวนมาก แสงอินฟราเรดจะถูกดูดกลืนและปล่อยออกมาจากโมเลกุลเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงในการหมุนและการสั่นสะเทือน

นี่คือหมวดหมู่หลักของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เส้นแบ่งจะแตกต่างกันไปในบางสถานที่ ในขณะที่หมวดหมู่อื่นๆ อาจทับซ้อนกัน ไมโครเวฟครอบครองส่วนความถี่สูงของส่วนวิทยุของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า

หมวดหมู่ย่อยของ IR Waves

ส่วนอินฟราเรดของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าครอบคลุมช่วงตั้งแต่ 300 GHz (1 มม.) ถึง 400 THz (750 นาโนเมตร) คลื่นอินฟราเรดมีสามประเภท:

• Far IR: 300 GHz (1 มม.) ถึง 30 THz (10 µm) ส่วนล่างเรียกว่าไมโครเวฟ รังสีเหล่านี้ถูกดูดกลืนเนื่องจากการหมุนรอบโมเลกุลของเฟสแก๊ส การเคลื่อนที่ของโมเลกุลในของเหลว และโฟตอนในของแข็ง น้ำในชั้นบรรยากาศของโลกถูกดูดกลืนอย่างแรงจนทำให้ทึบแสง แต่มีความยาวคลื่นบางช่วง (หน้าต่าง) ที่ใช้สำหรับส่งสัญญาณ
• Mid-IR: 30 ถึง 120 THz (10 ถึง 2.5 µm) แหล่งที่มาเป็นวัตถุร้อน ดูดซับโดยการสั่นสะเทือนของโมเลกุล (อะตอมต่างๆ สั่นสะเทือนในตำแหน่งสมดุล) บางครั้งช่วงนี้เรียกว่าลายนิ้วมือเพราะเป็นปรากฏการณ์เฉพาะ
• IR ที่ใกล้ที่สุด: 120 ถึง 400 THz (2500-750 nm) กระบวนการทางกายภาพเหล่านี้คล้ายกับกระบวนการที่เกิดขึ้นในแสงที่มองเห็นได้ ความถี่สูงสุดสามารถพบได้ในฟิล์มถ่ายภาพและเซ็นเซอร์บางประเภทสำหรับอินฟราเรด การถ่ายภาพ และวิดีโอ

การแผ่รังสีความร้อนและความร้อน

รังสีอินฟราเรดเรียกอีกอย่างว่าการแผ่รังสีความร้อน แสงอินฟราเรดจากดวงอาทิตย์ครอบคลุมความร้อนของโลกเพียง 49% และส่วนที่เหลือเป็นแสงที่มองเห็นได้ (ดูดซับและสะท้อนกลับที่ความยาวคลื่นที่ยาวกว่า)

ความร้อนคือพลังงานในรูปแบบการนำส่งที่ไหลเนื่องจากความแตกต่างของอุณหภูมิ หากความร้อนถูกถ่ายเทโดยการนำหรือการพาความร้อน การแผ่รังสีสามารถแพร่กระจายในสุญญากาศได้

เพื่อให้เข้าใจถึงรังสีอินฟราเรด แนวคิดเรื่องการแผ่รังสีต้องได้รับการพิจารณาอย่างรอบคอบ

แหล่งที่มาของคลื่นอินฟราเรด

มนุษย์และสภาพแวดล้อมของดาวเคราะห์ส่วนใหญ่สร้างรังสีความร้อนที่ 10 ไมครอน นี่คือขอบเขตที่แยกภูมิภาคอินฟราเรดกลางและไกลออกไป วัตถุทางดาราศาสตร์จำนวนมากปล่อยรังสี IR ที่ตรวจจับได้ในช่วงความยาวคลื่นที่ไม่ใช่ความร้อน

รังสีอินฟราเรดสามารถใช้คำนวณอุณหภูมิของวัตถุในระยะไกลได้ กระบวนการนี้เรียกว่าการถ่ายภาพความร้อน (thermography) และใช้กันอย่างแพร่หลายในการทหารและอุตสาหกรรม

ภาพความร้อนของสุนัขและแมว

คลื่นอินฟราเรดยังใช้ในการให้ความร้อน การสื่อสาร อุตุนิยมวิทยา สเปกโทรสโกปี ดาราศาสตร์ ชีววิทยาและการแพทย์ และการวิเคราะห์ศิลปะ

รังสีอินฟราเรด- การแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่ครอบครองบริเวณสเปกตรัมระหว่างปลายสีแดงของแสงที่มองเห็นได้ (ที่มีความยาวคลื่น λ = 0.74 ไมครอน และความถี่ 430 THz) และคลื่นวิทยุไมโครเวฟ (λ ~ 1-2 มม., ความถี่ 300 GHz)

ช่วงของรังสีอินฟราเรดทั้งหมดแบ่งออกเป็นสามส่วนตามเงื่อนไข:

ขอบคลื่นยาวของช่วงนี้ถูกแยกออกเป็นช่วงคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่แยกจากกัน - รังสีเทราเฮิร์ตซ์ (การแผ่รังสีต่ำกว่ามิลลิเมตร)

รังสีอินฟราเรดเรียกอีกอย่างว่า "รังสีความร้อน" เนื่องจากผิวหนังมนุษย์รับรู้รังสีอินฟราเรดจากวัตถุที่ให้ความร้อนว่าเป็นความรู้สึกอบอุ่น ในกรณีนี้ ความยาวคลื่นที่ร่างกายปล่อยออกมาจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิความร้อน ยิ่งอุณหภูมิสูง ความยาวคลื่นจะสั้นลง และความเข้มของรังสีก็จะยิ่งสูงขึ้น สเปกตรัมการแผ่รังสีของวัตถุสีดำสนิทที่อุณหภูมิค่อนข้างต่ำ (สูงถึงหลายพันเคลวิน) อยู่ในช่วงนี้เป็นหลัก รังสีอินฟราเรดถูกปล่อยออกมาจากอะตอมหรือไอออนที่ถูกกระตุ้น

สารานุกรม YouTube

1 / 3

✪ 36 รังสีอินฟราเรดและรังสีอัลตราไวโอเลต มาตราส่วนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

✪ การทดลองทางฟิสิกส์ การสะท้อนของรังสีอินฟราเรด

✪ เครื่องทำความร้อนไฟฟ้า (ความร้อนอินฟราเรด) เลือกระบบทำความร้อนแบบไหน?

คำบรรยาย

ประวัติการค้นพบและลักษณะทั่วไป

รังสีอินฟราเรดถูกค้นพบในปี 1800 โดยนักดาราศาสตร์ชาวอังกฤษ W. Herschel เฮอร์เชลกำลังศึกษาเรื่องดวงอาทิตย์กำลังหาวิธีลดความร้อนของเครื่องมือที่ใช้สังเกตการณ์ การใช้เทอร์โมมิเตอร์เพื่อตรวจสอบผลกระทบของส่วนต่างๆ ของสเปกตรัมที่มองเห็นได้ เฮอร์เชลพบว่า "ความร้อนสูงสุด" อยู่เบื้องหลังสีแดงที่อิ่มตัว และบางที "หลังการหักเหที่มองเห็นได้" การศึกษานี้เป็นจุดเริ่มต้นของการศึกษารังสีอินฟราเรด

ก่อนหน้านี้ แหล่งกำเนิดรังสีอินฟราเรดในห้องปฏิบัติการเป็นเพียงหลอดไส้หรือการปล่อยไฟฟ้าในก๊าซ ตอนนี้ บนพื้นฐานของเลเซอร์โซลิดสเตตและก๊าซโมเลกุล แหล่งกำเนิดรังสีอินฟราเรดที่ทันสมัยพร้อมความถี่ที่ปรับได้หรือคงที่ได้ถูกสร้างขึ้น ในการลงทะเบียนการแผ่รังสีในบริเวณใกล้อินฟราเรด (สูงถึง ~ 1.3 ไมโครเมตร) จะใช้แผ่นถ่ายภาพพิเศษ ช่วงความไวที่กว้างขึ้น (สูงสุดประมาณ 25 ไมครอน) มีเครื่องตรวจจับโฟโตอิเล็กทริกและโฟโตรีซีสเตอร์ การแผ่รังสีในบริเวณอินฟราเรดไกลถูกบันทึกโดยโบโลมิเตอร์ - เครื่องตรวจจับไวต่อความร้อนจากรังสีอินฟราเรด

อุปกรณ์ IR ใช้กันอย่างแพร่หลายทั้งในด้านเทคโนโลยีทางทหาร (เช่น ขีปนาวุธนำวิถี) และในเทคโนโลยีพลเรือน (เช่น ในระบบสื่อสารใยแก้วนำแสง) องค์ประกอบออปติคัลในอินฟราเรดสเปกโตรมิเตอร์มีทั้งเลนส์และปริซึม หรือตะแกรงและกระจกเลี้ยวเบน เพื่อหลีกเลี่ยงการดูดซึมรังสีในอากาศ เครื่องสเปกโตรมิเตอร์แบบอินฟราเรดไกลจึงผลิตขึ้นในรุ่นสุญญากาศ

เนื่องจากสเปกตรัมอินฟราเรดเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่แบบหมุนและแบบสั่นสะเทือนในโมเลกุล เช่นเดียวกับการเปลี่ยนผ่านทางอิเล็กทรอนิกส์ในอะตอมและโมเลกุล IR spectroscopy ให้ข้อมูลที่สำคัญเกี่ยวกับโครงสร้างของอะตอมและโมเลกุล ตลอดจนโครงสร้างแถบของผลึก

แถบอินฟราเรด

โดยทั่วไปแล้ว วัตถุจะปล่อยรังสีอินฟราเรดออกไปทั่วทั้งสเปกตรัมของความยาวคลื่น แต่บางครั้งก็น่าสนใจเพียงบริเวณที่จำกัดของสเปกตรัมเท่านั้น เนื่องจากโดยปกติแล้วเซ็นเซอร์จะรวบรวมเฉพาะการแผ่รังสีภายในแบนด์วิดท์ที่แน่นอน ดังนั้น ช่วงอินฟราเรดจึงมักถูกแบ่งออกเป็นช่วงที่เล็กกว่า

รูปแบบการแบ่งปกติ

การแบ่งทั่วไปออกเป็นช่วงที่เล็กกว่ามีดังนี้:

ตัวย่อ	ความยาวคลื่น	พลังงานโฟตอน	ลักษณะ
ใกล้อินฟราเรด NIR	0.75-1.4 µm	0.9-1.7 eV	ใกล้ IR ถูกจำกัดด้านหนึ่งด้วยแสงที่มองเห็น อีกด้านหนึ่ง - ด้วยความโปร่งใสของน้ำ ซึ่งเสื่อมลงอย่างมากที่ 1.45 µm ไฟ LED อินฟราเรดและเลเซอร์ที่แพร่หลายสำหรับระบบการสื่อสารด้วยแสงแบบไฟเบอร์และในอากาศทำงานในช่วงนี้ กล้องวิดีโอและอุปกรณ์มองเห็นตอนกลางคืนซึ่งใช้หลอดเพิ่มความเข้มของภาพก็มีความละเอียดอ่อนในช่วงนี้เช่นกัน
อินฟราเรดความยาวคลื่นสั้น SWIR	1.4-3 µm	0.4-0.9 eV	การดูดกลืนรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าโดยน้ำเพิ่มขึ้นอย่างมากที่ 1450 นาโนเมตร ช่วง 1530-1560 นาโนเมตรครองพื้นที่ทางไกล
อินฟราเรดความยาวคลื่นกลาง MWIR	3-8 µm	150-400 meV	ในช่วงนี้ ร่างกายที่ร้อนถึงหลายร้อยองศาเซลเซียสจะเริ่มฉายรังสี ในช่วงนี้ หัวระบายความร้อนของระบบป้องกันภัยทางอากาศและตัวสร้างภาพความร้อนทางเทคนิคมีความละเอียดอ่อน
อินฟราเรดความยาวคลื่นยาว LWIR	8-15 µm	80-150 meV	ในช่วงนี้ ร่างกายที่มีอุณหภูมิประมาณศูนย์องศาเซลเซียสจะเริ่มฉายรังสี ในช่วงนี้ กล้องถ่ายภาพความร้อนสำหรับอุปกรณ์มองเห็นตอนกลางคืนมีความละเอียดอ่อน
อินฟราเรดไกล FIR	15 - 1,000 µm	1.2-80 meV

โครงการ CIE

คณะกรรมการการส่องสว่างระหว่างประเทศ นานาชาติ ค่าคอมมิชชั่น เปิด แสงสว่าง ) แนะนำให้แบ่งรังสีอินฟราเรดออกเป็น 3 กลุ่ม ดังนี้

• IR-A: 700 นาโนเมตร - 1400 นาโนเมตร (0.7 µm - 1.4 µm)
• IR-B: 1400 นาโนเมตร - 3000 นาโนเมตร (1.4 µm - 3 µm)
• IR-C: 3000 นาโนเมตร - 1 มม. (3 µm - 1,000 µm)

สคีมา ISO 20473

รังสีความร้อน

การแผ่รังสีความร้อนหรือการแผ่รังสีคือการถ่ายโอนพลังงานจากวัตถุหนึ่งไปยังอีกวัตถุหนึ่งในรูปแบบของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ปล่อยออกมาจากร่างกายเนื่องจากพลังงานภายใน การแผ่รังสีความร้อนส่วนใหญ่อยู่ในขอบเขตอินฟราเรดของสเปกตรัมตั้งแต่ 0.74 ไมครอนถึง 1,000 ไมครอน คุณลักษณะที่โดดเด่นของการถ่ายเทความร้อนแบบแผ่รังสีคือสามารถดำเนินการระหว่างวัตถุที่ไม่ได้อยู่ในสื่อใด ๆ เท่านั้น แต่ยังอยู่ในสุญญากาศด้วย ตัวอย่างของการแผ่รังสีความร้อนคือแสงจากหลอดไส้ พลังงานการแผ่รังสีความร้อนของวัตถุที่ตรงตามเกณฑ์ของวัตถุสีดำสนิทนั้นอธิบายโดยกฎหมายของ Stefan-Boltzmann อัตราส่วนของความสามารถในการแผ่รังสีและการดูดซับของร่างกายอธิบายโดยกฎ การแผ่รังสี เคิร์ชฮอฟฟ์ การแผ่รังสีความร้อนเป็นหนึ่งในสามประเภทเบื้องต้นของการถ่ายเทพลังงานความร้อน (นอกเหนือจากการนำความร้อนและการพาความร้อน) การแผ่รังสีสมดุลคือการแผ่รังสีความร้อนที่อยู่ในสภาวะสมดุลทางอุณหพลศาสตร์กับสสาร

แอปพลิเคชัน

อุปกรณ์มองภาพกลางคืน

มีหลายวิธีในการแสดงภาพอินฟราเรดที่มองไม่เห็น:

• กล้องวิดีโอเซมิคอนดักเตอร์สมัยใหม่มีความไวในอินฟราเรดใกล้ เพื่อหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดของสี กล้องวิดีโอในครัวเรือนทั่วไปจึงติดตั้งฟิลเตอร์พิเศษที่ตัดภาพ IR ตามกฎแล้วกล้องสำหรับระบบรักษาความปลอดภัยไม่มีตัวกรองดังกล่าว อย่างไรก็ตาม ในตอนกลางคืนไม่มีแหล่งกำเนิดแสงอินฟราเรดโดยธรรมชาติ ดังนั้นหากไม่มีแสงประดิษฐ์ (เช่น ไฟ LED อินฟราเรด) กล้องดังกล่าวจะไม่แสดงอะไรเลย
• Image intensifier tube - อุปกรณ์โฟโตอิเล็กทรอนิคส์สูญญากาศที่ขยายแสงในสเปกตรัมที่มองเห็นได้และใกล้อินฟราเรด มีความไวแสงสูงและสามารถให้ภาพในที่แสงน้อยได้ ในอดีตเป็นอุปกรณ์มองภาพกลางคืนเครื่องแรกที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและปัจจุบันอยู่ในอุปกรณ์มองเห็นกลางคืนราคาถูก เนื่องจากพวกมันทำงานเฉพาะใน IR ระยะใกล้ พวกเขาจึงต้องการแสง เช่นเดียวกับกล้องวิดีโอเซมิคอนดักเตอร์
• Bolometer - เซ็นเซอร์ความร้อน โบโลมิเตอร์สำหรับระบบการมองเห็นทางเทคนิคและอุปกรณ์การมองเห็นตอนกลางคืนมีความละเอียดอ่อนในช่วงความยาวคลื่น 3..14 ไมครอน (IR กลาง) ซึ่งสอดคล้องกับการแผ่รังสีของร่างกายที่ให้ความร้อนตั้งแต่ 500 ถึง -50 องศาเซลเซียส ดังนั้นอุปกรณ์โบโลเมทริกจึงไม่ต้องการแสงจากภายนอก บันทึกการแผ่รังสีของวัตถุเอง และสร้างภาพความแตกต่างของอุณหภูมิ

การถ่ายภาพความร้อน

ภาพความร้อนอินฟราเรด ภาพความร้อน หรือวิดีโอความร้อน เป็นวิธีการทางวิทยาศาสตร์ในการได้มาซึ่งเทอร์โมแกรม ซึ่งเป็นภาพในรังสีอินฟราเรดที่แสดงภาพการกระจายตัวของสนามอุณหภูมิ กล้องถ่ายภาพความร้อนหรือเครื่องถ่ายภาพความร้อนจะตรวจจับการแผ่รังสีในช่วงอินฟราเรดของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า (ประมาณ 900-14000 นาโนเมตรหรือ 0.9-14 µm) และสร้างภาพที่ช่วยให้คุณระบุสถานที่ที่ร้อนจัดหรือเย็นจัดได้โดยใช้การแผ่รังสีนี้ เนื่องจากรังสีอินฟราเรดถูกปล่อยออกมาจากวัตถุทั้งหมดที่มีอุณหภูมิ ตามสูตรการแผ่รังสีวัตถุสีดำของพลังค์ กราฟแสดงความร้อนจึงช่วยให้คุณ "มองเห็น" สภาพแวดล้อมโดยมีหรือไม่มีแสงที่มองเห็นได้ ปริมาณรังสีที่ปล่อยออกมาจากวัตถุจะเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ดังนั้น การถ่ายภาพด้วยความร้อนจึงช่วยให้เรามองเห็นความแตกต่างของอุณหภูมิได้ เมื่อเรามองผ่านเครื่องถ่ายภาพความร้อน วัตถุที่อบอุ่นจะถูกมองเห็นได้ดีกว่าวัตถุที่ระบายความร้อนจนถึงอุณหภูมิแวดล้อม มนุษย์และสัตว์เลือดอุ่นจะมองเห็นได้ง่ายกว่าในสิ่งแวดล้อมทั้งในเวลากลางวันและกลางคืน เป็นผลให้การส่งเสริมการใช้ความร้อนสามารถนำมาประกอบกับบริการทางทหารและความปลอดภัย

บ้านอินฟราเรด

หัวกลับบ้านอินฟราเรด - หัวกลับบ้านที่ทำงานบนหลักการจับคลื่นอินฟราเรดที่ปล่อยออกมาจากเป้าหมายที่จับได้ เป็นอุปกรณ์ออปติคัลอิเล็กทรอนิกส์ที่ออกแบบมาเพื่อระบุเป้าหมายกับพื้นหลังโดยรอบและส่งสัญญาณการจับภาพไปยังอุปกรณ์เล็งอัตโนมัติ (APU) ตลอดจนวัดและส่งสัญญาณความเร็วเชิงมุมของเส้นสายตาไปยัง นักบินอัตโนมัติ

เครื่องทำความร้อนอินฟราเรด

การถ่ายโอนข้อมูล

การแพร่กระจายของไฟ LED อินฟราเรด เลเซอร์ และโฟโตไดโอดทำให้สามารถสร้างวิธีการส่งข้อมูลออปติคอลแบบไร้สายโดยอิงจากสิ่งเหล่านี้ได้ ในเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์มักใช้เชื่อมต่อคอมพิวเตอร์กับอุปกรณ์ต่อพ่วง (อินเทอร์เฟซ IrDA) ช่องอินฟราเรดไม่เหมือนกับช่องสัญญาณวิทยุซึ่งไม่ไวต่อการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าและช่วยให้สามารถใช้งานได้ในสภาพอุตสาหกรรม ข้อเสียของช่องอินฟราเรด ได้แก่ ความต้องการหน้าต่างออปติคัลบนอุปกรณ์การวางแนวสัมพันธ์ที่ถูกต้องของอุปกรณ์อัตราการส่งข้อมูลต่ำ (โดยปกติไม่เกิน 5-10 Mbps แต่อัตราที่สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเป็นไปได้เมื่อใช้เลเซอร์อินฟราเรด) นอกจากนี้ยังไม่รับประกันความลับของการถ่ายโอนข้อมูล ในสภาพสายตาปกติ ช่องอินฟราเรดสามารถให้การสื่อสารในระยะทางหลายกิโลเมตร แต่สะดวกที่สุดสำหรับการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ที่อยู่ในห้องเดียวกัน ซึ่งการสะท้อนจากผนังห้องทำให้เกิดการเชื่อมต่อที่เสถียรและเชื่อถือได้ โทโพโลยีที่เป็นธรรมชาติที่สุดที่นี่คือ "บัส" (นั่นคือสัญญาณที่ส่งจะได้รับจากสมาชิกทุกคนพร้อมกัน) ช่องอินฟราเรดไม่สามารถใช้งานได้อย่างกว้างขวาง แต่ถูกแทนที่ด้วยช่องสัญญาณวิทยุ

นอกจากนี้ยังใช้การแผ่รังสีความร้อนเพื่อรับสัญญาณเตือน

รีโมท

ไดโอดอินฟราเรดและโฟโตไดโอดใช้กันอย่างแพร่หลายในแผงควบคุมระยะไกล ระบบอัตโนมัติ ระบบรักษาความปลอดภัย โทรศัพท์มือถือบางรุ่น (พอร์ตอินฟราเรด) ฯลฯ รังสีอินฟราเรดจะไม่เบี่ยงเบนความสนใจของบุคคลเนื่องจากการล่องหน

ที่น่าสนใจคือสามารถจับภาพรังสีอินฟราเรดของรีโมทควบคุมในครัวเรือนได้อย่างง่ายดายโดยใช้กล้องดิจิตอล

ยา

รังสีอินฟราเรดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการแพทย์พบได้ในเซ็นเซอร์วัดการไหลของเลือด (PPGs) ต่างๆ

อัตราชีพจรที่แพร่หลาย (HR, HR - อัตราการเต้นของหัวใจ) และความอิ่มตัวของออกซิเจนในเลือด (Sp02) ใช้ไฟ LED สีเขียว (สำหรับชีพจร) และสีแดงและอินฟราเรด (สำหรับ SpO2)

รังสีเลเซอร์อินฟราเรดใช้ในเทคนิค DLS (Digital Light Scattering) เพื่อกำหนดอัตราชีพจรและลักษณะการไหลเวียนของเลือด

รังสีอินฟราเรดใช้ในการกายภาพบำบัด

อิทธิพลของรังสีอินฟราเรดคลื่นยาว:

• การกระตุ้นและปรับปรุงการไหลเวียนโลหิตเมื่อสัมผัสกับรังสีอินฟราเรดคลื่นยาวบนผิวหนังตัวรับผิวหนังจะระคายเคืองและเนื่องจากปฏิกิริยาของมลรัฐทำให้กล้ามเนื้อเรียบของหลอดเลือดคลายตัวเป็นผลให้หลอดเลือดขยายตัว
• การปรับปรุงกระบวนการเผาผลาญ ผลกระทบจากความร้อนของรังสีอินฟราเรดช่วยกระตุ้นกิจกรรมในระดับเซลล์ ปรับปรุงกระบวนการควบคุมระบบประสาทและเมแทบอลิซึม

การฆ่าเชื้อในอาหาร

ด้วยความช่วยเหลือของรังสีอินฟราเรด ผลิตภัณฑ์อาหารได้รับการฆ่าเชื้อเพื่อวัตถุประสงค์ในการฆ่าเชื้อ

อุตสาหกรรมอาหาร

คุณลักษณะของการใช้รังสีอินฟราเรดในอุตสาหกรรมอาหารคือความเป็นไปได้ของการเจาะคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในผลิตภัณฑ์ที่มีรูพรุนของเส้นเลือดฝอย เช่น เมล็ดพืช ธัญพืช แป้ง ฯลฯ ได้ลึกถึง 7 มม. ค่านี้ขึ้นอยู่กับลักษณะของพื้นผิว โครงสร้าง คุณสมบัติของวัสดุ และการตอบสนองความถี่ของการแผ่รังสี คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของช่วงความถี่หนึ่งไม่เพียงแต่มีความร้อนเท่านั้น แต่ยังส่งผลทางชีวภาพต่อผลิตภัณฑ์ด้วย ซึ่งช่วยเร่งการเปลี่ยนแปลงทางชีวเคมีในโพลิเมอร์ชีวภาพ (

แสงอินฟราเรดไม่สามารถเข้าถึงได้ทางสายตาของมนุษย์ ในขณะเดียวกัน ร่างกายมนุษย์รับรู้คลื่นอินฟราเรดยาวว่าเป็นความร้อน แสงอินฟราเรดมีคุณสมบัติบางอย่างของแสงที่มองเห็นได้ การแผ่รังสีของรูปแบบนี้ทำให้ตัวเองโฟกัส สะท้อน และโพลาไรซ์ ในทางทฤษฎี แสงอินฟราเรดจะถูกตีความว่าเป็นรังสีอินฟราเรด (IR) มากกว่า Space IR ใช้ช่วงสเปกตรัมของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า 700 nm - 1 mm. คลื่นอินฟราเรดมีความยาวมากกว่าแสงที่มองเห็นได้และสั้นกว่าคลื่นวิทยุ ดังนั้นความถี่ IR จึงสูงกว่าความถี่ไมโครเวฟและต่ำกว่าความถี่แสงที่มองเห็นได้ ความถี่ IR ถูกจำกัดไว้ที่ 300 GHz - 400 THz

คลื่นอินฟราเรดถูกค้นพบโดยนักดาราศาสตร์ชาวอังกฤษ William Herschel การค้นพบนี้ได้รับการจดทะเบียนในปี พ.ศ. 1800 การใช้ปริซึมแก้วในการทดลองของเขา นักวิทยาศาสตร์ในลักษณะนี้จึงสำรวจความเป็นไปได้ของการแบ่งแสงแดดออกเป็นส่วนประกอบที่แยกจากกัน

เมื่อ William Herschel ต้องวัดอุณหภูมิของดอกไม้แต่ละดอก เขาค้นพบปัจจัยหนึ่งที่ทำให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้นเมื่อผ่านชุดข้อมูลต่อไปนี้ติดต่อกัน:

• สีม่วง,
• สีฟ้า,
• ผักใบเขียว
• ไข่แดง,
• ส้ม,
• สีแดง.

ช่วงคลื่นและความถี่ของการแผ่รังสีอินฟราเรด

โดยอาศัยความยาวคลื่น นักวิทยาศาสตร์แบ่งรังสีอินฟราเรดแบบมีเงื่อนไขออกเป็นหลายส่วนสเปกตรัม อย่างไรก็ตาม ไม่มีคำจำกัดความเดียวของขอบเขตของแต่ละส่วน

มาตราส่วนของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า: 1 - คลื่นวิทยุ; 2 - ไมโครเวฟ; 3 - คลื่น IR; 4 - แสงที่มองเห็นได้; 5 - อัลตราไวโอเลต; 6 - รังสีเอกซ์; 7 - รังสีแกมมา; B คือช่วงความยาวคลื่น อี - พลังงาน

ในทางทฤษฎี มีการกำหนดช่วงคลื่นสามช่วง:

1. ใกล้
2. เฉลี่ย
3. ไกลออกไป

ช่วงอินฟราเรดใกล้จะทำเครื่องหมายด้วยความยาวคลื่นใกล้กับจุดสิ้นสุดของสเปกตรัมแสงที่มองเห็นได้ ส่วนคลื่นที่คำนวณโดยประมาณจะแสดงที่นี่ด้วยความยาว: 750 - 1300 nm (0.75 - 1.3 ไมครอน) ความถี่การแผ่รังสีจะอยู่ที่ประมาณ 215-400 Hz ช่วง IR สั้นจะปล่อยความร้อนขั้นต่ำ

ช่วง IR กลาง (กลาง) ครอบคลุมความยาวคลื่น 1300-3000 นาโนเมตร (1.3 - 3 ไมครอน) ความถี่จะถูกวัดที่นี่ในช่วง 20-215 THz ระดับความร้อนที่แผ่ออกมาค่อนข้างต่ำ

ช่วงอินฟราเรดไกลอยู่ใกล้กับช่วงไมโครเวฟมากที่สุด การจัดตำแหน่ง: 3-1000 ไมครอน ช่วงความถี่ 0.3-20 THz กลุ่มนี้ประกอบด้วยความยาวคลื่นสั้นที่ช่วงความถี่สูงสุด นี่คือที่ที่ปล่อยความร้อนสูงสุด

การประยุกต์ใช้รังสีอินฟราเรด

รังสีอินฟราเรดถูกนำมาใช้ในด้านต่างๆ อุปกรณ์ที่มีชื่อเสียงที่สุด ได้แก่ กล้องถ่ายภาพความร้อน อุปกรณ์มองเห็นตอนกลางคืน เป็นต้น อุปกรณ์สื่อสารและเครือข่าย ไฟ IR ใช้ในการทำงานทั้งแบบมีสายและไร้สาย

ตัวอย่างการทำงานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ - เครื่องถ่ายภาพความร้อนซึ่งมีพื้นฐานมาจากการใช้รังสีอินฟราเรด และนี่เป็นเพียงตัวอย่างหนึ่งจากตัวอย่างอื่นๆ อีกมากมาย

รีโมทคอนโทรลติดตั้งระบบสื่อสาร IR ระยะสั้น ซึ่งสัญญาณจะถูกส่งผ่านไฟ LED IR ตัวอย่าง: เครื่องใช้ในครัวเรือนทั่วไป - ทีวี เครื่องปรับอากาศ เครื่องเล่น แสงอินฟราเรดส่งข้อมูลผ่านระบบเคเบิลใยแก้วนำแสง

นอกจากนี้ ดาราศาสตร์วิจัยยังใช้รังสีอินฟราเรดอย่างแข็งขันเพื่อศึกษาอวกาศ ต้องขอบคุณรังสีอินฟราเรดที่ทำให้สามารถตรวจจับวัตถุในอวกาศที่ตามนุษย์มองไม่เห็น

ข้อเท็จจริงที่ไม่ค่อยมีใครรู้จักเกี่ยวกับ IR Light

ตามนุษย์มองไม่เห็นรังสีอินฟราเรดจริงๆ แต่ผิวหนังของร่างกายมนุษย์สามารถ "มองเห็น" พวกมันได้ ทำปฏิกิริยากับโฟตอน ไม่ใช่แค่การแผ่รังสีความร้อนเท่านั้น

พื้นผิวของผิวหนังทำหน้าที่เป็น "ลูกตา" จริงๆ หากคุณออกไปข้างนอกในวันที่มีแดด หลับตาแล้วเหยียดฝ่ามือขึ้นไปบนฟ้า คุณจะพบตำแหน่งของดวงอาทิตย์ได้อย่างง่ายดาย

ในฤดูหนาว ในห้องที่มีอุณหภูมิอากาศ 21-22ºС โดยแต่งกายให้อบอุ่น (เสื้อกันหนาว กางเกงขายาว) ในฤดูร้อน ในห้องเดียวกัน ที่อุณหภูมิเท่ากัน ผู้คนก็รู้สึกสบายตัวเช่นกัน แต่ใส่เสื้อผ้าน้ำหนักเบา (กางเกงขาสั้น เสื้อยืด)

เป็นเรื่องง่ายที่จะอธิบายปรากฏการณ์นี้: แม้ว่าอุณหภูมิของอากาศจะเท่ากัน แต่ผนังและเพดานของห้องในฤดูร้อนจะปล่อยคลื่นอินฟราเรดไกลที่พัดพาไปด้วยแสงแดด (FIR - Far Infrared) มากขึ้น ดังนั้นร่างกายมนุษย์ที่อุณหภูมิเท่ากันในฤดูร้อนจึงรับรู้ความร้อนมากขึ้น

ความร้อนอินฟราเรดเกิดขึ้นจากสิ่งมีชีวิตและวัตถุที่ไม่มีชีวิต บนหน้าจอของตัวสร้างภาพความร้อน ช่วงเวลานี้ถูกบันทึกไว้อย่างชัดเจน

คนคู่นอนบนเตียงเดียวกันเป็นเครื่องส่งและรับคลื่น FIR โดยไม่ได้ตั้งใจซึ่งสัมพันธ์กัน หากบุคคลอยู่บนเตียงคนเดียว เขาทำหน้าที่เป็นผู้ส่งคลื่น FIR แต่จะไม่ได้รับคลื่นเดียวกันเป็นการตอบแทนอีกต่อไป

เมื่อมีคนคุยกัน พวกเขาส่งและรับการสั่นของคลื่น FIR จากกันและกันโดยไม่ตั้งใจ การกอดที่เป็นมิตร (ความรัก) ยังกระตุ้นการส่งสัญญาณ FIR ระหว่างผู้คน

ธรรมชาติรับรู้แสงอินฟราเรดได้อย่างไร?

มนุษย์ไม่สามารถมองเห็นแสงอินฟราเรดได้ แต่งูในวงศ์ไวเปอร์หรืองูหางกระดิ่ง (เช่น งูหางกระดิ่ง) มี "หลุม" ทางประสาทสัมผัสที่ใช้ถ่ายภาพแสงอินฟราเรด

คุณสมบัตินี้ช่วยให้งูสามารถตรวจจับสัตว์เลือดอุ่นในความมืดสนิท คิดว่างูที่มีรูรับความรู้สึก 2 หลุมจะมีการรับรู้ความลึกด้วยอินฟราเรด

คุณสมบัติของงูอินฟราเรด: 1, 2 - โซนอ่อนไหวของช่องรับความรู้สึก; 3 - ช่องเมมเบรน; 4 - ช่องภายใน; 5 - ไฟเบอร์ MG; 6 - ช่องด้านนอก

ปลาประสบความสำเร็จในการใช้แสงอินฟราเรดใกล้ (NIR) เพื่อจับเหยื่อและนำทางในพื้นที่น้ำ ความรู้สึกของ NIR นี้ช่วยให้ปลานำทางได้อย่างแม่นยำในสภาพแสงน้อย ในที่มืดหรือในน้ำขุ่น

รังสีอินฟราเรดมีบทบาทสำคัญในการกำหนดสภาพอากาศและภูมิอากาศของโลก เช่นเดียวกับแสงแดด มวลรวมของแสงแดดที่โลกดูดกลืนในปริมาณรังสีอินฟราเรดที่เท่ากันจะต้องเดินทางจากโลกกลับเข้าสู่อวกาศ มิเช่นนั้นภาวะโลกร้อนหรือโลกเย็นย่อมหลีกเลี่ยงไม่ได้

มีเหตุผลที่ชัดเจนว่าทำไมอากาศจึงเย็นลงอย่างรวดเร็วในคืนที่อากาศแห้ง ความชื้นในระดับต่ำและไม่มีเมฆบนท้องฟ้าเปิดทางให้รังสีอินฟราเรดฟรี รังสีอินฟราเรดจะเข้าสู่อวกาศได้เร็วกว่าและนำความร้อนออกไปได้เร็วกว่า

ส่วนสำคัญของสิ่งที่มาถึงโลกคือแสงอินฟราเรด สิ่งมีชีวิตหรือวัตถุตามธรรมชาติใดๆ มีอุณหภูมิ ซึ่งหมายความว่าจะปล่อยพลังงานอินฟราเรด แม้แต่วัตถุที่เย็นจัด (เช่น ก้อนน้ำแข็ง) ก็ปล่อยแสงอินฟราเรดออกมา

ศักยภาพทางเทคนิคของโซนอินฟราเรด

ศักยภาพทางเทคนิคของรังสีอินฟราเรดนั้นไร้ขีดจำกัด ตัวอย่างมากมาย การติดตามอินฟราเรด (กลับบ้าน) ใช้ในระบบควบคุมขีปนาวุธแบบพาสซีฟ ในกรณีนี้จะใช้รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าจากเป้าหมายที่ได้รับในส่วนอินฟราเรดของสเปกตรัม

ระบบติดตามเป้าหมาย: 1, 4 - ห้องเผาไหม้; 2, 6 - ไอเสียเปลวไฟที่ค่อนข้างยาว; 5 - การไหลเย็นผ่านห้องร้อน 3, 7 - กำหนดลายเซ็น IR ที่สำคัญ

ดาวเทียมตรวจสภาพอากาศที่ติดตั้งเครื่องวัดรังสีแบบสแกนจะสร้างภาพความร้อน ซึ่งช่วยให้วิธีการวิเคราะห์กำหนดความสูงและประเภทของเมฆ คำนวณอุณหภูมิพื้นดินและน้ำผิวดิน และกำหนดลักษณะพื้นผิวมหาสมุทร

การแผ่รังสีอินฟราเรดเป็นวิธีที่พบได้บ่อยที่สุดในการควบคุมอุปกรณ์ต่างๆ จากระยะไกล ด้วยเทคโนโลยี FIR มีการพัฒนาและผลิตผลิตภัณฑ์มากมาย คนญี่ปุ่นเก่งที่นี่ นี่เป็นเพียงตัวอย่างบางส่วนที่ได้รับความนิยมในญี่ปุ่นและทั่วโลก:

• แผ่นพิเศษและเครื่องทำความร้อน FIR;
• FIR แผ่นเพื่อให้ปลาและผักสดเป็นเวลานาน;
• กระดาษเซรามิกและเซรามิก FIR;
• ถุงมือผ้า FIR, แจ็คเก็ต, เบาะรถยนต์;
• FIR-dryer ของช่างทำผมซึ่งช่วยลดความเสียหายต่อเส้นผม

การสะท้อนแสงอินฟราเรด (การอนุรักษ์ศิลปะ) ใช้เพื่อศึกษาภาพเขียน ช่วยเผยให้เห็นชั้นที่อยู่เบื้องล่างโดยไม่ทำลายโครงสร้าง เทคนิคนี้ช่วยเผยรายละเอียดที่ซ่อนอยู่ใต้ภาพวาดของศิลปิน

ด้วยวิธีนี้จะกำหนดว่าภาพวาดปัจจุบันเป็นงานศิลปะดั้งเดิมหรือเป็นเพียงงานลอกเลียนแบบอย่างมืออาชีพ การเปลี่ยนแปลงที่เกี่ยวข้องกับงานบูรณะผลงานศิลปะก็ถูกกำหนดเช่นกัน

รังสีอินฟราเรด: ผลกระทบต่อสุขภาพของมนุษย์

ผลประโยชน์ของแสงแดดต่อสุขภาพของมนุษย์ได้รับการพิสูจน์ทางวิทยาศาสตร์แล้ว อย่างไรก็ตาม การได้รับรังสีดวงอาทิตย์มากเกินไปอาจเป็นอันตรายได้ แสงแดดมีรังสีอัลตราไวโอเลตซึ่งทำหน้าที่เผาผลาญผิวหนังของร่างกายมนุษย์

ห้องซาวน่าอินฟราเรดที่มีการใช้งานจำนวนมากแพร่หลายในญี่ปุ่นและจีน และแนวโน้มในการพัฒนาวิธีการรักษานี้ก็ทวีความรุนแรงขึ้นเท่านั้น

ในขณะเดียวกันอินฟราเรดให้ประโยชน์ต่อสุขภาพของแสงแดดธรรมชาติ สิ่งนี้ช่วยขจัดผลกระทบที่เป็นอันตรายของรังสีดวงอาทิตย์ได้อย่างสมบูรณ์

ด้วยการใช้เทคโนโลยีการสร้างลำแสงอินฟราเรดทำให้การควบคุมอุณหภูมิเต็มรูปแบบ () ได้รับแสงแดดไม่จำกัด แต่สิ่งเหล่านี้ไม่ใช่ข้อเท็จจริงที่ทราบทั้งหมดเกี่ยวกับประโยชน์ของรังสีอินฟราเรด:

• รังสีอินฟราเรดทำให้ระบบหัวใจและหลอดเลือดแข็งแรงขึ้น รักษาอัตราการเต้นของหัวใจ เพิ่มการส่งออกของหัวใจ ในขณะที่ลดความดันโลหิตไดแอสโตลิก
• การกระตุ้นการทำงานของหัวใจและหลอดเลือดด้วยแสงอินฟราเรดเป็นวิธีที่เหมาะที่จะรักษาระบบหัวใจและหลอดเลือดให้เป็นปกติ มีประสบการณ์ของนักบินอวกาศชาวอเมริกันในระหว่างการบินในอวกาศอันยาวนาน
• รังสีอินฟราเรดฟาร์อินฟราเรดที่มีอุณหภูมิสูงกว่า 40°C จะอ่อนตัวลงและฆ่าเซลล์มะเร็งได้ในที่สุด ข้อเท็จจริงนี้ได้รับการยืนยันโดย American Cancer Association และ National Cancer Institute
• ห้องซาวน่าอินฟราเรดมักใช้ในญี่ปุ่นและเกาหลี (การบำบัดด้วยความร้อนสูงหรือการบำบัดแบบ Waon) สำหรับการรักษาโรคหัวใจและหลอดเลือด โดยเฉพาะภาวะหัวใจล้มเหลวเรื้อรังและโรคหลอดเลือดแดงส่วนปลาย
• ผลการวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร Neuropsychiatric Disease and Treatment แสดงให้เห็นว่ารังสีอินฟราเรดเป็น "ความก้าวหน้าทางการแพทย์" ในการรักษาอาการบาดเจ็บที่สมอง
• ซาวน่าอินฟราเรดถือว่ามีประสิทธิภาพในการกำจัดโลหะหนัก โคเลสเตอรอล แอลกอฮอล์ นิโคติน แอมโมเนีย กรดซัลฟิวริก และสารพิษอื่นๆ ออกจากร่างกายถึง 7 เท่า
• ในที่สุด การรักษาด้วย FIR ในญี่ปุ่นและจีนก็กลายเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการรักษาโรคหอบหืด หลอดลมอักเสบ โรคหวัด ไข้หวัดใหญ่ และไซนัสอักเสบ สังเกตได้ว่าการบำบัดด้วย FIR ช่วยขจัดอาการอักเสบ บวม การอุดตันของเมือก

แสงอินฟราเรดและอายุการใช้งาน 200 ปี

การแผ่รังสีอินฟราเรดเป็นรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดหนึ่งที่ล้อมรอบส่วนสีแดงของสเปกตรัมแสงที่มองเห็นได้ที่ด้านหนึ่งและไมโครเวฟอีกด้านหนึ่ง ความยาวคลื่น - จาก 0.74 ถึง 1,000-2000 ไมโครเมตร คลื่นอินฟราเรดเรียกอีกอย่างว่า "ความร้อน" ตามความยาวคลื่นพวกเขาแบ่งออกเป็นสามกลุ่ม:

คลื่นสั้น (0.74-2.5 ไมโครเมตร);

คลื่นปานกลาง (ยาวกว่า 2.5 สั้นกว่า 50 ไมโครเมตร)

คลื่นยาว (มากกว่า 50 ไมโครเมตร)

แหล่งที่มาของรังสีอินฟราเรด

บนโลกของเรา การแผ่รังสีอินฟราเรดไม่ใช่เรื่องแปลก ความร้อนเกือบทั้งหมดเป็นผลมาจากการสัมผัสกับรังสีอินฟราเรด ไม่สำคัญว่ามันคืออะไร: แสงแดด ความร้อนในร่างกายของเรา หรือความร้อนที่มาจากเครื่องทำความร้อน

ส่วนอินฟราเรดของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าไม่ให้ความร้อนแก่พื้นที่ แต่ให้ความร้อนกับวัตถุโดยตรง ด้วยหลักการนี้เองที่สร้างงานของหลอดอินฟราเรด และดวงอาทิตย์ก็ทำให้โลกร้อนในลักษณะเดียวกัน

ผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิต

ในขณะนี้ วิทยาศาสตร์ไม่ทราบข้อเท็จจริงที่ได้รับการยืนยันเกี่ยวกับผลกระทบด้านลบของรังสีอินฟราเรดต่อร่างกายมนุษย์ เว้นแต่เนื่องจากการฉายรังสีที่รุนแรงเกินไป เยื่อเมือกของดวงตาอาจเสียหายได้

แต่เราสามารถพูดคุยเกี่ยวกับผลประโยชน์ได้เป็นเวลานานมาก ย้อนกลับไปในปี 1996 นักวิทยาศาสตร์จากสหรัฐอเมริกา ญี่ปุ่น และฮอลแลนด์ ได้ยืนยันข้อเท็จจริงทางการแพทย์ในเชิงบวกหลายประการ การแผ่รังสีความร้อน:

ทำลายไวรัสตับอักเสบบางชนิด

ยับยั้งและชะลอการเติบโตของเซลล์มะเร็ง

มีความสามารถในการต่อต้านสนามแม่เหล็กไฟฟ้าและการแผ่รังสีที่เป็นอันตราย รวมทั้งกัมมันตภาพรังสี;

ช่วยให้ผู้ป่วยโรคเบาหวานผลิตอินซูลิน

สามารถช่วยในการเสื่อม

ปรับปรุงสภาพร่างกายด้วยโรคสะเก็ดเงิน

ภายใต้สภาวะสุขภาพที่ดีขึ้น อวัยวะภายในเริ่มทำงานอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น โภชนาการของกล้ามเนื้อเพิ่มขึ้นความแข็งแรงของระบบภูมิคุ้มกันเพิ่มขึ้นอย่างมาก เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าหากไม่มีรังสีอินฟราเรด ร่างกายจะแก่เร็วขึ้นอย่างเห็นได้ชัด

รังสีอินฟราเรดเรียกอีกอย่างว่า "รังสีแห่งชีวิต" มันอยู่ภายใต้อิทธิพลของพวกเขาที่ชีวิตเกิดมา

การใช้รังสีอินฟราเรดในชีวิตมนุษย์

แสงอินฟราเรดถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายไม่น้อยไปกว่ากันทั่วไป บางทีมันอาจจะยากมากที่จะหาพื้นที่เศรษฐกิจของประเทศอย่างน้อยหนึ่งพื้นที่ซึ่งไม่พบการประยุกต์ใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าส่วนอินฟราเรด เราแสดงรายการแอปพลิเคชันที่มีชื่อเสียงที่สุด:

สงคราม การกลับบ้านของหัวรบขีปนาวุธหรืออุปกรณ์มองเห็นตอนกลางคืนล้วนเป็นผลมาจากการใช้รังสีอินฟราเรด

การถ่ายภาพความร้อนใช้กันอย่างแพร่หลายในวิทยาศาสตร์เพื่อกำหนดส่วนที่ร้อนเกินไปหรือเย็นเกินไปของวัตถุที่กำลังศึกษา ภาพอินฟราเรดยังใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านดาราศาสตร์ ร่วมกับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าประเภทอื่นๆ

เครื่องทำความร้อนในครัวเรือน อุปกรณ์ดังกล่าวใช้พลังงานจากการแผ่รังสีเพื่อให้ความร้อนแก่วัตถุทั้งหมดในห้องไม่เหมือนกับคอนเวอร์เตอร์ และยิ่งไปกว่านั้น ของตกแต่งภายในยังให้ความร้อนกับอากาศโดยรอบ

การส่งข้อมูลและการควบคุมระยะไกล ใช่ รีโมททั้งหมดสำหรับทีวี เครื่องบันทึกเทป และเครื่องปรับอากาศใช้รังสีอินฟราเรด

การฆ่าเชื้อในอุตสาหกรรมอาหาร

ยา การรักษาและป้องกันโรคหลายชนิด

รังสีอินฟราเรดเป็นส่วนที่ค่อนข้างเล็กของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า เนื่องจากเป็นวิธีการถ่ายเทความร้อนตามธรรมชาติ ไม่มีกระบวนการชีวิตเดียวในโลกของเราที่สามารถทำได้โดยปราศจากกระบวนการดังกล่าว

การแผ่รังสีอินฟราเรด (รังสีอินฟราเรด, รังสีอินฟราเรด), การแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่น λ จากประมาณ 0.74 ไมครอนถึงประมาณ 1-2 มม. นั่นคือการแผ่รังสีที่ครอบครองบริเวณสเปกตรัมระหว่างปลายสีแดงของรังสีที่มองเห็นได้และการแผ่รังสีคลื่นสั้น (มิลลิเมตร) รังสีอินฟราเรดหมายถึงการแผ่รังสีแสง แต่ไม่เหมือนกับการแผ่รังสีที่มองเห็นได้ด้วยตามนุษย์ ปฏิกิริยากับพื้นผิวของร่างกายทำให้ร้อนขึ้นจึงมักเรียกว่าการแผ่รังสีความร้อน ตามอัตภาพ พื้นที่ของรังสีอินฟราเรดแบ่งออกเป็นระยะใกล้ (λ = 0.74-2.5 ไมครอน) กลาง (2.5-50 ไมครอน) และไกล (50-2000 ไมครอน) รังสีอินฟราเรดถูกค้นพบโดย W. Herschel (1800) และเป็นอิสระโดย W. Wollaston (1802)

สเปกตรัมอินฟราเรดอาจเป็นเส้น (สเปกตรัมอะตอม) ต่อเนื่อง (สเปกตรัมของสสารควบแน่น) หรือแถบ (สเปกตรัมโมเลกุล) คุณสมบัติทางแสง (การส่ง การสะท้อน การหักเห ฯลฯ) ของสารในรังสีอินฟราเรด ตามกฎแล้ว แตกต่างอย่างมากจากคุณสมบัติที่สอดคล้องกันในรังสีที่มองเห็นได้หรือรังสีอัลตราไวโอเลต สารหลายชนิดที่โปร่งใสต่อแสงที่มองเห็นจะทึบแสงต่อรังสีอินฟราเรดในช่วงความยาวคลื่นบางช่วง และในทางกลับกัน ดังนั้น ชั้นของน้ำที่มีความหนาหลายเซนติเมตรจึงทึบแสงต่อรังสีอินฟราเรดที่มี λ > 1 µm ดังนั้นน้ำจึงมักถูกใช้เป็นตัวกรองป้องกันความร้อน แผ่นของ Ge และ Si ซึ่งทึบแสงถึงรังสีที่มองเห็นได้มีความโปร่งใสต่อรังสีอินฟราเรดที่มีความยาวคลื่นบางช่วง กระดาษสีดำมีความโปร่งใสในบริเวณอินฟราเรดไกล (สารดังกล่าวถูกใช้เป็นตัวกรองแสงเมื่อปล่อยรังสีอินฟราเรด)

การสะท้อนแสงของโลหะส่วนใหญ่ในรังสีอินฟราเรดนั้นสูงกว่าการแผ่รังสีที่มองเห็นได้มากและจะเพิ่มขึ้นตามความยาวคลื่นที่เพิ่มขึ้น (ดู Metal Optics) ดังนั้นการสะท้อนของพื้นผิว Al, Au, Ag, Cu ของรังสีอินฟราเรดที่มี λ = 10 μm ถึง 98% สารที่ไม่ใช่โลหะที่เป็นของเหลวและของแข็งมีการสะท้อนของรังสีอินฟราเรดแบบเลือก (ขึ้นอยู่กับความยาวคลื่น) ซึ่งตำแหน่งของจุดสูงสุดขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมี

เมื่อผ่านชั้นบรรยากาศของโลก รังสีอินฟราเรดจะลดลงเนื่องจากการกระเจิงและการดูดซับโดยอะตอมและโมเลกุลของอากาศ ไนโตรเจนและออกซิเจนไม่ดูดซับรังสีอินฟราเรดและทำให้อ่อนลงเนื่องจากการกระเจิงเท่านั้น ซึ่งเป็นการแผ่รังสีอินฟราเรดน้อยกว่าแสงที่มองเห็นได้มาก โมเลกุล H 2 O, O 2 , O 3 ฯลฯ ที่มีอยู่ในบรรยากาศดูดซับรังสีอินฟราเรดแบบคัดเลือก (คัดเลือก) และรังสีอินฟราเรดของไอน้ำถูกดูดซับอย่างแรงเป็นพิเศษ แถบการดูดกลืนแสงของ H 2 O นั้นพบได้ในพื้นที่ IR ทั้งหมดของสเปกตรัมและแถบ CO 2 - ในส่วนตรงกลาง ในชั้นผิวของชั้นบรรยากาศมี "หน้าต่างโปร่งใส" จำนวนเล็กน้อยสำหรับการแผ่รังสีอินฟราเรด การปรากฏตัวในบรรยากาศของอนุภาคควัน ฝุ่น หยดน้ำเล็กๆ นำไปสู่การลดทอนรังสีอินฟราเรดเพิ่มเติมอันเป็นผลมาจากการกระเจิงของอนุภาคเหล่านี้ ที่อนุภาคขนาดเล็ก รังสีอินฟราเรดจะกระจัดกระจายน้อยกว่าการแผ่รังสีที่มองเห็นได้ ซึ่งใช้ในการถ่ายภาพอินฟราเรด

แหล่งที่มาของรังสีอินฟราเรดแหล่งกำเนิดรังสีอินฟราเรดธรรมชาติที่ทรงพลังคือดวงอาทิตย์ ประมาณ 50% ของรังสีอยู่ในบริเวณอินฟราเรด รังสีอินฟราเรดคิดเป็น 70 ถึง 80% ของพลังงานรังสีของหลอดไส้ มันถูกปล่อยออกมาจากอาร์คไฟฟ้าและหลอดปล่อยก๊าซต่าง ๆ เครื่องทำความร้อนพื้นที่ไฟฟ้าทุกประเภท ในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ แหล่งที่มาของรังสีอินฟราเรด ได้แก่ หลอดทังสเตน เข็ม Nernst ลูกโลก หลอดปรอทความดันสูง ฯลฯ การแผ่รังสีของเลเซอร์บางชนิดยังอยู่ในขอบเขตอินฟราเรดของสเปกตรัมด้วย (เช่น ความยาวคลื่นของเลเซอร์แก้วนีโอไดเมียมคือ 1.06 ไมโครเมตร, เลเซอร์ฮีเลียม - นีออน - 1.15 และ 3.39 ไมครอน, เลเซอร์ CO 2 - 10.6 ไมครอน)

ตัวรับรังสีอินฟราเรดขึ้นอยู่กับการแปลงพลังงานรังสีเป็นพลังงานประเภทอื่นที่สามารถวัดได้ ในเครื่องรับความร้อน การแผ่รังสีอินฟราเรดที่ดูดกลืนจะทำให้อุณหภูมิขององค์ประกอบที่ไวต่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ซึ่งบันทึกไว้ ในเครื่องรับโฟโตอิเล็กทริก การดูดกลืนรังสีอินฟราเรดทำให้เกิดลักษณะหรือการเปลี่ยนแปลงความแรงของกระแสไฟฟ้าหรือแรงดันไฟฟ้า ตัวรับโฟโตอิเล็กทริก (ต่างจากตัวระบายความร้อน) เป็นแบบเฉพาะเจาะจง กล่าวคือ มีความไวต่อการแผ่รังสีจากบางภูมิภาคของสเปกตรัมเท่านั้น การลงทะเบียนภาพถ่ายของรังสีอินฟราเรดนั้นดำเนินการโดยใช้อิมัลชันการถ่ายภาพแบบพิเศษ อย่างไรก็ตาม พวกมันมีความไวต่อมันสำหรับความยาวคลื่นสูงสุด 1.2 ไมครอนเท่านั้น

การใช้รังสีอินฟราเรดรังสีอินฟราเรดใช้กันอย่างแพร่หลายในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์และเพื่อแก้ปัญหาในทางปฏิบัติต่างๆ สเปกตรัมการแผ่รังสีและการดูดกลืนของโมเลกุลและของแข็งอยู่ในขอบเขต IR พวกมันได้รับการศึกษาในอินฟราเรดสเปกโทรสโกปี ในปัญหาเชิงโครงสร้าง และยังใช้ในการวิเคราะห์สเปกตรัมเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณอีกด้วย ในพื้นที่ IR ไกล การแผ่รังสีที่เกิดขึ้นระหว่างการเปลี่ยนผ่านระหว่างระดับย่อยของ Zeeman ของอะตอม สเปกตรัมอินฟราเรดของอะตอมทำให้สามารถศึกษาโครงสร้างของเปลือกอิเล็กตรอนได้ ภาพถ่ายของวัตถุเดียวกันที่ถ่ายในช่วงที่มองเห็นได้และอินฟราเรด เนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อน การส่งผ่าน และการกระเจิงต่างกัน อาจแตกต่างกันอย่างมาก ในการถ่ายภาพ IR คุณสามารถดูรายละเอียดที่ไม่สามารถมองเห็นได้ในการถ่ายภาพปกติ

ในอุตสาหกรรม รังสีอินฟราเรดใช้สำหรับการทำให้แห้งและให้ความร้อนแก่วัสดุและผลิตภัณฑ์ ในชีวิตประจำวัน - เพื่อให้ความร้อนในอวกาศ บนพื้นฐานของโฟโตแคโทดที่ไวต่อรังสีอินฟราเรด ตัวแปลงอิเล็กตรอน-ออปติคัลได้ถูกสร้างขึ้น ซึ่งภาพอินฟราเรดของวัตถุที่มองไม่เห็นด้วยตาจะถูกแปลงเป็นภาพที่มองเห็นได้ บนพื้นฐานของตัวแปลงดังกล่าว อุปกรณ์การมองเห็นตอนกลางคืนต่างๆ (กล้องส่องทางไกล สถานที่ท่องเที่ยว ฯลฯ) ถูกสร้างขึ้น ซึ่งทำให้สามารถตรวจจับวัตถุในความมืดสนิท เพื่อสังเกตและเล็ง โดยฉายรังสีอินฟราเรดจากแหล่งพิเศษ ด้วยความช่วยเหลือของเครื่องรับรังสีอินฟราเรดที่มีความไวสูง การค้นหาทิศทางความร้อนของวัตถุจะดำเนินการโดยการแผ่รังสีอินฟราเรดของพวกมันเอง และสร้างระบบสำหรับกลับบ้านของขีปนาวุธและขีปนาวุธไปยังเป้าหมาย ตัวระบุตำแหน่ง IR และเครื่องวัดระยะอินฟราเรดช่วยให้คุณตรวจจับวัตถุที่มืดซึ่งมีอุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิแวดล้อม และวัดระยะห่างจากวัตถุเหล่านั้น การแผ่รังสีอันทรงพลังของเลเซอร์อินฟราเรดถูกนำมาใช้ในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ เช่นเดียวกับการสื่อสารภาคพื้นดินและอวกาศ สำหรับการเปล่งเสียงเลเซอร์ของบรรยากาศ ฯลฯ การแผ่รังสีอินฟราเรดจะใช้เพื่อสร้างมาตรฐานของมิเตอร์

Lit.: Schreiber G. รังสีอินฟราเรดในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ม., 2546; Tarasov VV, Yakushenkov Yu. G. ระบบอินฟราเรดประเภท "มอง" ม., 2547.