الأشعة تحت الحمراء - التأثير والتطبيق. خصائص الأشعة تحت الحمراء ومصادرها
هناك مصادر مختلفة الأشعة تحت الحمراء. وهم حاليا في الأجهزة المنزليةوأنظمة الأتمتة والأمن، وتستخدم أيضًا لتجفيف المنتجات الصناعية. مصادر الضوء بالأشعة تحت الحمراء، عند استخدامها بشكل صحيح، لا تؤثر على جسم الإنسان، ولهذا السبب تحظى المنتجات بشعبية كبيرة.
تاريخ الاكتشاف
لعدة قرون، كانت العقول المتميزة تدرس طبيعة الضوء وعمله.
تم اكتشاف ضوء الأشعة تحت الحمراء في أوائل القرن التاسع عشر من خلال بحث أجراه عالم الفلك دبليو هيرشل. كان جوهرها هو دراسة قدرات التسخين للمناطق الشمسية المختلفة. أحضر لهم العالم مقياس حرارة وراقب ارتفاع درجة الحرارة. تمت ملاحظة هذه العملية عندما لمس الجهاز الحد الأحمر. استنتج V. Herschel أن هناك إشعاعًا معينًا لا يمكن رؤيته بالعين المجردة، ولكن يمكن تحديده باستخدام مقياس الحرارة.
الأشعة تحت الحمراء: التطبيق
وهي منتشرة على نطاق واسع في حياة الإنسان ووجدت تطبيقها في مختلف المجالات:
- الشؤون العسكرية. تم تجهيز الصواريخ والرؤوس الحربية الحديثة القادرة على التصويب بشكل مستقل على الهدف نتيجة لاستخدام الأشعة تحت الحمراء.
- التصوير الحراري. تُستخدم الأشعة تحت الحمراء لدراسة المناطق شديدة الحرارة أو شديدة البرودة. تُستخدم صور الأشعة تحت الحمراء أيضًا في علم الفلك للكشف عن الأجرام السماوية.
- حياة شعبية أكبرتم استلامه ، والذي يهدف عمله إلى تسخين العناصر الداخلية والجدران. ثم يطلقون الحرارة في الفضاء.
- التحكم عن بعد. جميع أجهزة التحكم عن بعد الموجودة للتلفزيون والأفران ومكيفات الهواء وغيرها. مجهزة بالأشعة تحت الحمراء.
- في الطب، تستخدم الأشعة تحت الحمراء للعلاج والوقاية. أمراض مختلفة.
دعونا نلقي نظرة على مكان استخدام هذه العناصر.
مواقد الغاز بالأشعة تحت الحمراء
يتم استخدام موقد الأشعة تحت الحمراء لتدفئة الغرف المختلفة.
في البداية تم استخدامه للدفيئات الزراعية والمرائب (أي المباني غير السكنية). لكن التقنيات الحديثةيسمح باستخدامه حتى في الشقق. شعبيا، يسمى هذا الموقد جهازا شمسيا، لأنه عند تشغيله، يشبه سطح العمل للمعدات ضوء الشمس. مع مرور الوقت، حلت هذه الأجهزة محل سخانات الزيت والمسخنات الحرارية.
الميزات الرئيسية
يختلف ناسخ الأشعة تحت الحمراء عن الأجهزة الأخرى في طريقة التسخين الخاصة به. يتم نقل الحرارة بوسائل غير ملحوظة للبشر. تسمح هذه الميزة للحرارة بالتغلغل ليس فقط في الهواء، ولكن أيضًا في العناصر الداخلية، مما يؤدي أيضًا إلى زيادة درجة الحرارة في الغرفة. لا يجفف باعث الأشعة تحت الحمراء الهواء، لأن الأشعة موجهة بشكل أساسي إلى العناصر الداخلية والجدران. في المستقبل، سيتم نقل الحرارة من الجدران أو الأشياء مباشرة إلى مساحة الغرفة، وتتم العملية في بضع دقائق.
الجوانب الإيجابية
الميزة الرئيسية لهذه الأجهزة هي التسخين السريع والسهل للغرفة. على سبيل المثال، سوف يستغرق الأمر 20 دقيقة لتسخين غرفة باردة إلى درجة حرارة +24 درجة مئوية. أثناء العملية، لا توجد حركة للهواء، مما يساهم في تكوين الغبار والملوثات الكبيرة. لذلك، يتم تثبيت باعث الأشعة تحت الحمراء في الداخل من قبل هؤلاء الأشخاص الذين يعانون من الحساسية.
بالإضافة إلى ذلك، فإن الأشعة تحت الحمراء، عند اصطدامها بسطح ما بالغبار، لا تسبب احتراقه، ونتيجة لذلك، لا توجد رائحة غبار محروق. تعتمد جودة التسخين ومتانة الجهاز على عنصر التسخين. تستخدم هذه الأجهزة نوع السيراميك.
سعر
سعر هذه الأجهزة منخفض جدًا ويمكن الوصول إليه لجميع شرائح السكان. على سبيل المثال، تكاليف موقد الغاز من 800 روبل. يمكن شراء موقد كامل مقابل 4000 روبل.
ساونا
ما هي مقصورة الأشعة تحت الحمراء؟ هذه غرفة خاصة مبنية من أنواع الخشب الطبيعية (مثل خشب الأرز). يتم تثبيت بواعث الأشعة تحت الحمراء فيه، والتي تعمل على الشجرة.
أثناء التسخين، يتم إطلاق المبيدات النباتية - وهي مكونات مفيدة تمنع تطور أو ظهور الفطريات والبكتيريا.
تسمى مقصورة الأشعة تحت الحمراء هذه بالساونا. تصل درجة حرارة الهواء داخل الغرفة إلى 45 درجة مئوية، لذلك فهي مريحة للغاية. تسمح درجة الحرارة هذه بتدفئة جسم الإنسان بشكل متساوٍ وعميق. وبالتالي فإن الحرارة لا تؤثر نظام القلب والأوعية الدموية. أثناء الإجراء، تتم إزالة السموم والنفايات المتراكمة، وتسريع عملية التمثيل الغذائي في الجسم (بسبب الحركة السريعة للدم)، ويتم أيضًا إثراء الأنسجة بالأكسجين. ومع ذلك، فإن التعرق ليس هو السمة الرئيسية للساونا بالأشعة تحت الحمراء. ويهدف إلى تحسين الرفاهية.
التأثير على البشر
هذه المباني لها تأثير مفيد على جسم الإنسان. أثناء الإجراء، يتم تسخين جميع العضلات والأنسجة والعظام. يؤثر تسريع الدورة الدموية على عملية التمثيل الغذائي، مما يساعد على تشبع العضلات والأنسجة بالأكسجين. بالإضافة إلى ذلك، يتم زيارة مقصورة الأشعة تحت الحمراء للوقاية من الأمراض المختلفة. معظم الناس يتركون تعليقات إيجابية فقط.
الآثار السلبية للأشعة تحت الحمراء
لا يمكن لمصادر الأشعة تحت الحمراء أن تسبب آثارًا إيجابية على الجسم فحسب، بل تسبب أيضًا ضررًا له.
ومع التعرض الطويل للأشعة تتوسع الشعيرات الدموية مما يؤدي إلى الاحمرار أو الحروق. تسبب مصادر الأشعة تحت الحمراء ضررًا خاصًا لأعضاء الرؤية - وهذا هو تكوين إعتام عدسة العين. في بعض الحالات، يتعرض الشخص لنوبات.
يتأثر جسم الإنسان بالأشعة القصيرة، مما يسبب تدهور حالة الدماغ عندما ترتفع درجة حرارة الدماغ بعدة درجات: سواد العينين، الدوخة، الغثيان. زيادة أخرى في درجة الحرارة يمكن أن تؤدي إلى تشكيل التهاب السحايا.
يحدث تدهور الحالة أو تحسنها بسبب شدة المجال الكهرومغناطيسي. ويتميز بدرجة الحرارة والبعد عن مصدر إشعاع الطاقة الحرارية.
تلعب الموجات الطويلة من الأشعة تحت الحمراء دورًا خاصًا في عمليات الحياة المختلفة. القصيرة لها تأثير أكبر على جسم الإنسان.
كيف يمكن الوقاية من الآثار الضارة للأشعة تحت الحمراء؟
كما ذكرنا سابقاً فإن فترة زمنية قصيرة لها تأثير سلبي على جسم الإنسان. الإشعاع الحراري. دعونا نلقي نظرة على الأمثلة التي يكون فيها الأشعة تحت الحمراء خطيرة.
اليوم، يمكن أن تكون سخانات الأشعة تحت الحمراء التي تنبعث منها درجات حرارة أعلى من 100 درجة مئوية ضارة بالصحة. من بينها ما يلي:
- المعدات الصناعية التي تنبعث منها طاقة مشعة. لمنع تأثير سلبيويجب استخدام الملابس الخاصة والعناصر الواقية من الحرارة التدابير الوقائيةبين العاملين.
- جهاز الأشعة تحت الحمراء. السخان الأكثر شهرة هو الموقد. ومع ذلك، فقد توقفت منذ فترة طويلة عن الاستخدام. في كثير من الأحيان في الشقق، منازل البلدوبدأ الداشا في استخدام سخانات الأشعة تحت الحمراء الكهربائية. يشتمل تصميمه على عنصر تسخين (على شكل حلزوني) محمي بمادة عازلة للحرارة خاصة. مثل هذا التعرض للأشعة لا يضر جسم الإنسان. لا يتم تجفيف الهواء في المنطقة الساخنة. يمكنك تسخين الغرفة خلال 30 دقيقة. أولاً، تعمل الأشعة تحت الحمراء على تسخين الأجسام، ثم تقوم بتسخين الشقة بأكملها.
تستخدم الأشعة تحت الحمراء على نطاق واسع في مختلف المجالات، من الصناعة إلى الطب.
ومع ذلك، ينبغي التعامل معها بحذر، لأن الأشعة يمكن أن يكون لها تأثير سلبي على الإنسان. كل هذا يتوقف على الطول الموجي والمسافة إلى جهاز التدفئة.
لذلك، اكتشفنا ما هي مصادر الأشعة تحت الحمراء الموجودة.
هناك الظواهر الطبيعيةوالتي هي غير مرئية للعين البشرية، على الرغم من أننا نشعر بقوة عملها. إنهم قادرون على ممارسة تأثير لا يقل عن تأثير العمليات المرئية. لا يمكننا رؤية الأشعة تحت الحمراء، ولكن يمكننا أن نشعر بحرارتها. إن عمل الأشعة تحت الحمراء مفيد للكائنات الحية على الأرض ويلعبها دور مهمفي تطور الحياة . تتأثر جميع الكائنات الحية بالأشعة تحت الحمراء.
تكمن خصوصية الأشعة تحت الحمراء في أنه بدونها تظهر أمراض مختلفة في جسم الإنسان وتتسارع الشيخوخة. ولكن في هذه الحالة، فإن الخط الفاصل بين فوائد وأضرار الأشعة تحت الحمراء للبشر رفيع. لذلك من المهم معرفة كيفية عدم تجاوزها وماذا تفعل إذا أدت الأشعة تحت الحمراء إلى عواقب سلبية.
ما هو الأشعة تحت الحمراء؟
أثناء دراسة الشمس في عام 1800، قام العالم الإنجليزي دبليو هيرشل بقياس درجة حرارة أجزاء مختلفة من الطيف المرئي. واكتشفوا أنه خلف اللون الأحمر الغني تكمن أعلى نقطة حرارة. ثم ظهر مفهوم الأشعة تحت الحمراء (IR Radiation) في العلم.
لا يمكن الوصول إلى الأشعة تحت الحمراء بالعين المجردة، ولكن يشعر بها الجلد على شكل حرارة. وهي تشير إلى الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي يقع بين الطرف الأحمر للضوء المرئي وموجات الراديو الميكروويف. يُطلق على الأشعة تحت الحمراء أيضًا اسم الإشعاع الحراري.
تنبعث من الذرات التي لها طاقة زائدة والأيونات. كل جسم تزيد درجة حرارته عن الصفر هو مصدر للأشعة تحت الحمراء. الشمس مشهورة الربيع الطبيعيالأشعة تحت الحمراء.
يعتمد الطول الموجي للأشعة تحت الحمراء على درجة حرارة التسخين. الأكثر ارتفاع درجة الحرارةفي موجات قصيرة ذات كثافة إشعاعية عالية. نطاق الأشعة تحت الحمراء واسع. وهي مقسمة إلى أصناف:
- موجات قصيرة – درجات حرارة أعلى من 800 درجة مئوية،
- - موجات متوسطة تصل إلى 600 درجة مئوية.
- موجات طويلة - تصل إلى 300 درجة مئوية.
ويتحدد تأثير الأشعة تحت الحمراء على جسم الإنسان من خلال طول هذه الموجات، وكذلك الفترة الزمنية للتعرض لها.
فوائد الأشعة تحت الحمراء للإنسان
الأشعة تحت الحمراء ذات الموجة الطويلة مفيدة لصحة الإنسان. وغالبا ما يستخدم في الطب، وخاصة في إجراءات العلاج الطبيعي، والتي يمكن أن تحسن الدورة الدموية والتمثيل الغذائي والتنظيم العصبي.
التأثير الإيجابي للأشعة تحت الحمراء على جسم الإنسان هو كما يلي: 
- تتحسن الذاكرة ووظائف المخ ،
- يتم تطبيع ضغط الدم ،
- يتم تطبيع التوازن الهرموني ،
- تتم إزالة الأملاح والسموم والمعادن الثقيلة،
- توقف انتشار الفطريات والكائنات الحية الدقيقة الضارة ،
- يتم استعادة توازن الماء والملح ،
- يحدث تخفيف الألم
- تحدث عملية مضادة للالتهابات
- يتم قمع الخلايا السرطانية
- يتم تحييد نتائج الإشعاع الإشعاعي،
- زيادة الانسولين عند مرضى السكر,
- يتم علاج الحثل ،
- الصدفية تذهب بعيدا ،
- يتم تعزيز الحصانة.
التدفئة باستخدام الأشعة تحت الحمراء تقتل البكتيريا الضارة وتساعد على تقوية جهاز المناعة. تأين الهواء يحمي من مظاهر الحساسية. الموجات الطويلة من حرارة الأشعة تحت الحمراء لها تأثير مهدئ على التعب والتهيج والإجهاد وتعزز التئام الجروح وتؤدي إلى الشفاء من الأنفلونزا.
ضرر من الأشعة تحت الحمراء
بالرغم من خصائص مفيدةهناك أيضًا موانع لاستخدام الأشعة تحت الحمراء. الموجات القصيرة خطيرة بشكل خاص. يمكن التعبير عن ضررها في احمرار الجلد والحروق وضربة الشمس والتهاب الجلد وظهور النوبات واختلال توازن الماء والملح. موجة قصيرة للغشاء المخاطي للعينين. فهو لا يجففها فحسب، بل يمكن أن يسبب أيضًا مشاكل خطيرة في العين.
يتم التعبير عن تأثير الموجة القصيرة على جسم الإنسان بعلامات معينة:
- دوخة،
- غثيان،
- سواد في العيون،
- ضربات القلب السريعة،
- ضعف تنسيق الحركات ،
- فقدان الوعي.
وتحدث مثل هذه الأعراض إذا ارتفعت درجة حرارة الدماغ ولو بمقدار درجة مئوية واحدة. وعندما ترتفع درجة الحرارة بمقدار درجتين مئويتين، يظهر التهاب السحايا والتهاب الدماغ.
موانع استخدام الأشعة تحت الحمراء هي:
- أمراض الدم،
- نزيف،
- العمليات الالتهابية الحادة ،
- مظاهر قيحية حادة ،
- الأورام الخبيثة.
أين يحدث الأشعة تحت الحمراء؟
تستخدم الأشعة تحت الحمراء في مجالات مختلفة النشاط البشري. وتشمل هذه: التصوير الحراري، وعلم الفلك، والطب، صناعة المواد الغذائيةوغيرها.
يمكن أن تكون بواعث الأشعة تحت الحمراء أجهزة مختلفة: 
- رأس صاروخ موجه في جهاز الرؤية،
- أجهزة الرؤية الليلية,
- معدات العلاج الطبيعي,
- أنظمة التدفئة,
- سخانات,
- الأجهزة مع جهاز التحكم عن بعد.
أي أجسام ساخنة هي مصادر للأشعة تحت الحمراء.
أما بالنسبة للسخانات، عند شرائها، يجب عليك الانتباه إلى طبيعة إشعاع الجهاز، والذي يشار إليه عادة في ورقة البيانات الفنية. إذا كان الملف الذي ينتج الحرارة يتمتع بحماية عازلة للحرارة، فهذا يعني أن تأثير أمواجها الطويلة سيكون له تأثير إيجابي على الجسم. إذا لم يكن عنصر التسخين معزولا، يصدر الجهاز موجات قصيرة، التسبب في مشاكلمع الصحة.
مهم! إذا كان الجهاز يصدر إشعاعات قصيرة الموجة، فلا تبقى بالقرب منه لفترة طويلة وأبقه على مسافة منك.
مساعدة لضحية ضربة الشمس
التعرض لحرارة الأشعة تحت الحمراء يمكن أن يؤدي إلى ضربة الشمس. وفي هذه الحالة، من الضروري تزويد الضحية بتدابير المساعدة التالية:
- ووضعه في مكان بارد،
- حرر نفسك من الملابس الضيقة،
- ضع البرد على الرقبة والرأس ومنطقة القلب والعمود الفقري ومنطقة الفخذ،
- لف الشخص بملابس مبللة الماء الباردملزمة،
- قم بتشغيل المروحة وتوجيه الهواء للضحية،
- اشربه باردًا في كثير من الأحيان ،
- إجراء التنفس الاصطناعي إذا لزم الأمر،
- اتصل بالإسعاف.
خاتمة
من خلال فهم طبيعة الأشعة تحت الحمراء، فإننا ندرك أنه لا غنى عنها للحياة والأداء الطبيعي جسم الإنسان. على الرغم من فوائد الأشعة تحت الحمراء للبشر، إلا أنها يمكن أن تسبب أيضًا ضررًا لا يمكن إصلاحه إذا تم تشغيلها في نطاق الموجات القصيرة. ولذلك، كن حذرا عند التعرض للأشعة تحت الحمراء. النظر في موانع التي تنطبق عليه. وإذا حدثت ضربة شمس لشخص من حولك، قدم له المساعدة اللازمة.
الأشعة تحت الحمراء هي أحد أنواع الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي يحد الجزء الأحمر من طيف الضوء المرئي من جهة وأشعة الميكروويف من جهة أخرى. الطول الموجي - من 0.74 إلى 1000-2000 ميكرومتر. موجات الأشعة تحت الحمراءوتسمى أيضًا "الحرارية". بناءً على الطول الموجي، يتم تصنيفها إلى ثلاث مجموعات:
الموجة القصيرة (0.74-2.5 ميكرومتر)؛
موجة متوسطة (أطول من 2.5، وأقصر من 50 ميكرومتر)؛
الطول الموجي الطويل (أكثر من 50 ميكرومتر).
مصادر الأشعة تحت الحمراء
على كوكبنا، الأشعة تحت الحمراء ليست غير شائعة بأي حال من الأحوال. تقريبا أي حرارة هي تأثير الأشعة تحت الحمراء. لا يهم ما هو: ضوء الشمس، أو دفء أجسادنا، أو الحرارة المنبعثة من أجهزة التدفئة.
الجزء تحت الأحمر من الإشعاع الكهرومغناطيسي لا يسخن الفضاء، بل الجسم نفسه. وعلى هذا المبدأ يتم بناء عمل مصابيح الأشعة تحت الحمراء. وتقوم الشمس بتسخين الأرض بطريقة مماثلة.
التأثير على الكائنات الحية
على في اللحظةلا يعرف العلم أي حقائق مؤكدة عن التأثير السلبي للأشعة تحت الحمراء على جسم الإنسان. ما لم يتضرر الغشاء المخاطي للعين بسبب الإشعاع الشديد.
لكن يمكننا التحدث عن الفوائد لفترة طويلة جدًا. في عام 1996، أكد علماء من الولايات المتحدة واليابان وهولندا عددا من الحقائق الطبية الإيجابية. الإشعاع الحراري:
يدمر بعض أنواع فيروس التهاب الكبد.
يمنع ويبطئ نمو الخلايا السرطانية.
لديه القدرة على تحييد المجالات الكهرومغناطيسية الضارة والإشعاع. بما في ذلك المشعة؛
يساعد مرضى السكر على إنتاج الأنسولين.
يمكن أن يساعد في الحثل.
تحسين حالة الجسم مع الصدفية.
شعور أفضل، الأعضاء الداخليةالبدء في العمل بكفاءة أكبر. تزداد تغذية العضلات، وتزداد قوة الجهاز المناعي بشكل ملحوظ. حقيقة معروفةأنه في غياب الأشعة تحت الحمراء، يشيخ الجسم بشكل أسرع بشكل ملحوظ.
تسمى الأشعة تحت الحمراء أيضًا "أشعة الحياة". وتحت تأثيرهم نشأت الحياة. 
استخدام الأشعة تحت الحمراء في حياة الإنسان
يتم استخدام ضوء الأشعة تحت الحمراء على نطاق لا يقل عن انتشاره. ربما سيكون من الصعب جدًا العثور على منطقة واحدة على الأقل الاقتصاد الوطني، حيث لم يتم العثور على جزء الأشعة تحت الحمراء من الموجات الكهرومغناطيسية التطبيق. ندرج أشهر مجالات التطبيق:
الشؤون العسكرية. إن الرؤوس الحربية الصاروخية الموجهة أو أجهزة الرؤية الليلية كلها نتيجة لاستخدام الأشعة تحت الحمراء؛
يستخدم التصوير الحراري على نطاق واسع في العلوم لتحديد الأجزاء المحمومة أو شديدة البرودة من الجسم قيد الدراسة. كما يُستخدم التصوير بالأشعة تحت الحمراء على نطاق واسع في علم الفلك، إلى جانب أنواع أخرى من الموجات الكهرومغناطيسية؛
سخانات منزلية. على عكس المسخنات الحرارية، تستخدم هذه الأجهزة الطاقة الإشعاعية لتسخين جميع الكائنات الموجودة في الغرفة. علاوة على ذلك، تطلق العناصر الداخلية الحرارة إلى الهواء المحيط؛
نقل البيانات والتحكم عن بعد. نعم، جميع أجهزة التحكم عن بعد الخاصة بأجهزة التلفاز والمسجلات ومكيفات الهواء تستخدم الأشعة تحت الحمراء؛
التطهير في صناعة المواد الغذائية
الدواء. العلاج والوقاية من العديد من أنواع الأمراض المختلفة.
الأشعة تحت الحمراء هي جزء صغير نسبيا من الإشعاع الكهرومغناطيسي. كونها وسيلة طبيعية لنقل الحرارة، لا يمكن لأي عملية حياة على كوكبنا الاستغناء عنها.
الأشعة تحت الحمراء هي الإشعاع الكهرومغناطيسي، وتقع على الحدود مع الطيف الأحمر للضوء المرئي. والعين البشرية غير قادرة على رؤية هذا الطيف، لكننا نشعر به على بشرتنا على شكل حرارة. عند تعرضها للأشعة تحت الحمراء، تسخن الأجسام. كلما كان الطول الموجي للأشعة تحت الحمراء أقصر، كلما كان التأثير الحراري أقوى.
وفق منظمة دوليةوفقًا للمعايير (ISO)، تنقسم الأشعة تحت الحمراء إلى ثلاثة نطاقات: قريب ومتوسط وبعيد. في الطب، يستخدم العلاج النبضي بالأشعة تحت الحمراء LED (LEDT) فقط الأطوال الموجية القريبة من الأشعة تحت الحمراء لأنها لا تتبعثر على سطح الجلد وتخترق الهياكل تحت الجلد.
يقتصر طيف الأشعة تحت الحمراء القريبة من 740 إلى 1400 نانومتر، ولكن مع زيادة الطول الموجي، تقل قدرة الأشعة على اختراق الأنسجة بسبب امتصاص الفوتونات بواسطة الماء. تستخدم أجهزة "RIKTA" ثنائيات الأشعة تحت الحمراء ذات طول موجي يتراوح بين 860-960 نانومتر ومتوسط قدرة 60 ميجاوات (+/- 30).
إن إشعاع الأشعة تحت الحمراء ليس عميقا مثل إشعاع الليزر، ولكن له نطاق أوسع من التأثيرات. ثبت أن العلاج بالضوء يسرع عملية شفاء الجروح ويقلل الالتهاب ويخفف الألم عن طريق التأثير على الأنسجة تحت الجلد وتعزيز تكاثر الخلايا والتصاق الأنسجة.
يعمل LEDT على تعزيز تسخين أنسجة الهياكل السطحية بشكل مكثف، ويحسن دوران الأوعية الدقيقة، ويحفز تجديد الخلايا، ويساعد على تقليل العملية الالتهابية واستعادة الظهارة.
فعالية الأشعة تحت الحمراء في علاج البشر
يتم استخدام LEDT كمكمل للكثافة المنخفضة العلاج بالليزرأجهزة "ريكتا" ولها تأثيرات علاجية ووقائية.
يساعد التعرض للأشعة تحت الحمراء على تسريع عمليات التمثيل الغذائي في الخلايا، وينشط آليات التجدد ويحسن تدفق الدم. تأثير الأشعة تحت الحمراء معقد وله التأثيرات التالية على الجسم:
زيادة قطر الأوعية الدموية وتحسين الدورة الدموية.
تفعيل المناعة الخلوية.
تخفيف تورم الأنسجة والتهابها.
تخفيف متلازمات الألم.
تحسين عملية التمثيل الغذائي.
انسحاب الإجهاد العاطفي;
استعادة توازن الماء والملح.
تطبيع المستويات الهرمونية.
عندما تتعرض الأشعة تحت الحمراء للجلد، فإنها تهيج المستقبلات، وتنقل إشارة إلى الدماغ. يستجيب الجهاز العصبي المركزي بشكل انعكاسي، مما يحفز عملية التمثيل الغذائي بشكل عام ويزيد من المناعة بشكل عام.
تعمل الاستجابة الهرمونية على تعزيز توسيع تجويف أوعية نمو الدورة الدموية الدقيقة، مما يحسن تدفق الدم. وهذا يؤدي إلى التطبيع ضغط الدمنقل أفضل للأكسجين إلى الأعضاء والأنسجة.
أمان
على الرغم من فوائد العلاج بالأشعة تحت الحمراء النبضية، إلا أنه يجب تحديد جرعات التعرض للأشعة تحت الحمراء. يمكن أن يؤدي التشعيع غير المنضبط إلى الحروق واحمرار الجلد وارتفاع درجة حرارة الأنسجة.
يجب تحديد عدد ومدة الإجراءات وتكرار ومساحة الأشعة تحت الحمراء، بالإضافة إلى ميزات العلاج الأخرى من قبل أخصائي.
تطبيق الأشعة تحت الحمراء
أظهر العلاج بتقنية LEDT فعالية عالية في علاج أمراض مختلفة: الالتهاب الرئوي، والأنفلونزا، والتهاب الحلق، والربو القصبي، والتهاب الأوعية الدموية، والتقرحات، والدوالي، وأمراض القلب، وقضمة الصقيع والحروق، وبعض أشكال التهاب الجلد، والأمراض الطرفية. الجهاز العصبيوأورام الجلد الخبيثة.
الأشعة تحت الحمراء، إلى جانب الإشعاع الكهرومغناطيسي والليزر، لها تأثير تقوية عام وتساعد في علاج العديد من الأمراض والوقاية منها. يجمع جهاز Rikta بين الإشعاع متعدد المكونات ويسمح لك بتحقيق أقصى قدر من التأثير في وقت قصير. يمكنك شراء جهاز الأشعة تحت الحمراء في.
في المنطقة غير المرئية الطيف الكهرومغناطيسي، والذي يبدأ خلف الضوء الأحمر المرئي وينتهي قبل إشعاع الميكروويف بين الترددات 1012 و5∙1014 هرتز (أو في نطاق الطول الموجي 1-750 نانومتر). يأتي الاسم من الكلمة اللاتينية infra ويعني "تحت اللون الأحمر".
تتنوع استخدامات الأشعة تحت الحمراء. يتم استخدامها لتصوير الأجسام في الظلام أو الدخان، وتسخين حمامات البخار وتسخين أجنحة الطائرات لإزالة الجليد، والاتصالات قصيرة المدى والتحليل الطيفي. المركبات العضوية.
افتتاح
تم اكتشاف الأشعة تحت الحمراء في عام 1800 من قبل الموسيقي البريطاني الألماني المولد وعالم الفلك الهاوي ويليام هيرشل. وباستخدام منشور، قام بتقسيم ضوء الشمس إلى مكوناته، وباستخدام مقياس الحرارة، سجل زيادة في درجة الحرارة تتجاوز الجزء الأحمر من الطيف.
الأشعة تحت الحمراء والحرارة
غالبًا ما يطلق على الأشعة تحت الحمراء اسم الإشعاع الحراري. ولكن تجدر الإشارة إلى أن هذا ليس سوى نتيجة لذلك. الحرارة هي مقياس للطاقة الانتقالية (طاقة الحركة) لذرات وجزيئات المادة. أجهزة استشعار "درجة الحرارة" لا تقيس الحرارة فعليًا، ولكنها تقيس فقط الاختلافات في انبعاثات الأشعة تحت الحمراء للأجسام المختلفة.
يعزو العديد من معلمي الفيزياء تقليديًا كل الإشعاع الحراري للشمس إلى الأشعة تحت الحمراء. ولكن هذا ليس صحيحا تماما. مع مرئية ضوء الشمس 50% من الحرارة تأتي، و الموجات الكهرومغناطيسيةأي تردد بكثافة كافية يمكن أن يسبب التسخين. ومع ذلك، فمن العدل أن نقول أنه في درجة حرارة الغرفة، تنتج الأجسام الحرارة في المقام الأول في نطاق الأشعة تحت الحمراء الوسطى.
يتم امتصاص الأشعة تحت الحمراء وتنبعث من خلال دوران واهتزازات الذرات أو مجموعات الذرات المرتبطة كيميائيا، وبالتالي، من خلال العديد من أنواع المواد. على سبيل المثال، زجاج النوافذ الشفاف للضوء المرئي يمتص الأشعة تحت الحمراء. يتم امتصاص الأشعة تحت الحمراء إلى حد كبير عن طريق الماء والجو. على الرغم من أنها غير مرئية للعين، إلا أنه يمكن الشعور بها على الجلد.
الأرض كمصدر للأشعة تحت الحمراء
يمتص سطح كوكبنا والسحب الطاقة الشمسية، ويتم إطلاق معظمها في الغلاف الجوي على شكل أشعة تحت الحمراء. يتم امتصاص بعض المواد الموجودة فيه، وخاصة البخار وقطرات الماء، وكذلك الميثان وثاني أكسيد الكربون وأكسيد النيتروجين ومركبات الكلوروفلوروكربون وسداسي فلوريد الكبريت، في منطقة الأشعة تحت الحمراء من الطيف وتعيد انبعاثها في جميع الاتجاهات، بما في ذلك إلى الأرض. ولذلك، بسبب ظاهرة الاحتباس الحراري الغلاف الجوي للأرضويكون السطح أكثر دفئًا مما لو لم تكن هناك مواد تمتص الأشعة تحت الحمراء في الهواء.
يلعب هذا الإشعاع دورًا مهمًا في نقل الحرارة وهو جزء لا يتجزأ مما يسمى بظاهرة الاحتباس الحراري. على المستوى العالمي، يمتد تأثير الأشعة تحت الحمراء إلى التوازن الإشعاعي للأرض ويؤثر على جميع أنشطة المحيط الحيوي تقريبًا. يصدر كل جسم تقريبًا على سطح كوكبنا إشعاعًا كهرومغناطيسيًا بشكل رئيسي في هذا الجزء من الطيف.
مناطق الأشعة تحت الحمراء
غالبًا ما يتم تقسيم نطاق الأشعة تحت الحمراء إلى أقسام أضيق من الطيف. حدد معهد المعايير الألماني DIN نطاقات الطول الموجي التالية للأشعة تحت الحمراء:
- القريبة (0.75-1.4 ميكرومتر)، شائعة الاستخدام في اتصالات الألياف الضوئية؛
- الموجة القصيرة (1.4-3 ميكرون)، والتي يبدأ منها امتصاص الماء للأشعة تحت الحمراء بشكل ملحوظ؛
- موجة متوسطة، وتسمى أيضًا متوسطة (3-8 ميكرون)؛
- موجة طويلة (8-15 ميكرون)؛
- طويلة المدى (15-1000 ميكرون).
ومع ذلك، لا يتم استخدام نظام التصنيف هذا عالميًا. على سبيل المثال، تشير بعض الدراسات إلى النطاقات التالية: القريب (0.75-5 ميكرومتر)، المتوسط (5-30 ميكرومتر) والطويل (30-1000 ميكرومتر). يتم تصنيف الأطوال الموجية المستخدمة في الاتصالات إلى نطاقات منفصلة بسبب القيود المفروضة على أجهزة الكشف ومكبرات الصوت والمصادر.
يتم تبرير نظام التدوين العام من خلال ردود فعل الإنسان على الأشعة تحت الحمراء. المنطقة القريبة من الأشعة تحت الحمراء هي الأقرب إلى الطول الموجي المرئي للعين البشرية. يتحرك إشعاع الأشعة تحت الحمراء المتوسطة والبعيدة تدريجيًا بعيدًا عن الجزء المرئي من الطيف. وتتبع التعريفات الأخرى آليات فيزيائية مختلفة (مثل قمم الانبعاث وامتصاص الماء)، وتعتمد أحدث التعريفات على حساسية أجهزة الكشف المستخدمة. على سبيل المثال، تكون مستشعرات السيليكون التقليدية حساسة في المنطقة حوالي 1050 نانومتر، وزرنيخيد الغاليوم الإنديوم حساس في النطاق من 950 نانومتر إلى 1700 و2200 نانومتر.
لا توجد حدود واضحة بين الأشعة تحت الحمراء والضوء المرئي. العين البشرية أقل حساسية للضوء الأحمر فوق 700 نانومتر، ولكن يمكن رؤية الضوء الشديد (من الليزر) حتى حوالي 780 نانومتر. يتم تعريف بداية نطاق الأشعة تحت الحمراء بشكل مختلف بمعايير مختلفة - في مكان ما بين هذه القيم. عادة هذا هو 750 نانومتر. ولذلك، فإن الأشعة تحت الحمراء المرئية ممكنة في نطاق 750-780 نانومتر.
الرموز في أنظمة الاتصالات
تنقسم الاتصالات الضوئية القريبة من الأشعة تحت الحمراء من الناحية الفنية إلى عدد من نطاقات التردد. ويرجع ذلك إلى اختلاف المواد الممتصة والناقلة (الألياف) والكاشفات. وتشمل هذه:
- النطاق O 1,260-1,360 نانومتر.
- النطاق الإلكتروني 1,360-1,460 نانومتر.
- النطاق S 1,460-1,530 نانومتر.
- النطاق C 1,530-1,565 نانومتر.
- النطاق L 1.565-1.625 نانومتر.
- النطاق U 1.625-1.675 نانومتر.
التصوير الحراري
التصوير الحراري، أو التصوير الحراري، هو نوع من صور الأجسام بالأشعة تحت الحمراء. وبما أن جميع الأجسام تنبعث منها الأشعة تحت الحمراء، وتزداد شدة الإشعاع مع ارتفاع درجة الحرارة، فيمكن استخدام كاميرات متخصصة مزودة بحساسات للأشعة تحت الحمراء لكشفها والتقاط الصور. في حالة الأجسام الساخنة جدًا في المنطقة القريبة من الأشعة تحت الحمراء أو المرئية، تسمى هذه الطريقة قياس الحرارة.
التصوير الحراري مستقل عن إضاءة الضوء المرئي. لذلك، يمكن للمرء أن "يرى" بيئةحتى في الظلام. وعلى وجه الخصوص، تبرز الأجسام الدافئة، بما في ذلك الأشخاص والحيوانات ذوات الدم الحار، بشكل جيد على خلفية أكثر برودة. يعمل تصوير المناظر الطبيعية بالأشعة تحت الحمراء على تحسين عرض الأشياء اعتمادًا على نقل الحرارة: السماء الزرقاءوتظهر المياه باللون الأسود تقريبًا، وتظهر أوراق الشجر الخضراء والجلد بشكل مشرق.
تاريخيًا، تم استخدام التصوير الحراري على نطاق واسع من قبل الأجهزة العسكرية والأمنية. بالإضافة إلى ذلك، له العديد من الاستخدامات الأخرى. على سبيل المثال، يستخدمه رجال الإطفاء لرؤية الدخان والعثور على الأشخاص وتحديد النقاط الساخنة أثناء الحريق. يمكن أن يكشف التصوير الحراري عن نمو غير طبيعي للأنسجة وعيوب في الأنظمة والدوائر الإلكترونية بسبب زيادة توليد الحرارة. يمكن للكهربائيين الذين يقومون بصيانة خطوط الكهرباء اكتشاف التوصيلات والأجزاء المحمومة التي تشير إلى وجود مشكلة والقضاء على المخاطر المحتملة. عندما يفشل العزل، يمكن لمحترفي البناء رؤية تسرب الحرارة وتحسين كفاءة أنظمة التبريد أو التدفئة. في بعض السيارات فئة عاليةتم تركيب أجهزة تصوير حرارية لمساعدة السائق. يمكن للتصوير الحراري مراقبة العديد من التفاعلات الفسيولوجية لدى البشر والحيوانات ذوات الدم الحار.
لا يختلف مظهر وطريقة تشغيل الكاميرا الحرارية الحديثة عن تلك الموجودة في كاميرا الفيديو التقليدية. تعد القدرة على الرؤية في طيف الأشعة تحت الحمراء ميزة مفيدة لدرجة أن القدرة على تسجيل الصور غالبًا ما تكون اختيارية ولا تتوفر وحدة التسجيل دائمًا.
صور أخرى
في التصوير الفوتوغرافي بالأشعة تحت الحمراء، يتم التقاط المنطقة القريبة من الأشعة تحت الحمراء باستخدام مرشحات خاصة. الكاميرات الرقميةكقاعدة عامة، منع الأشعة تحت الحمراء. ومع ذلك، يمكن للكاميرات الرخيصة التي لا تحتوي على مرشحات مناسبة أن "ترى" في نطاق الأشعة تحت الحمراء القريب. في هذه الحالة، عادة ما يظهر الضوء غير المرئي باللون الأبيض الساطع. يكون هذا ملحوظًا بشكل خاص عند التصوير بالقرب من كائنات مضاءة بالأشعة تحت الحمراء (على سبيل المثال، مصباح)، حيث يؤدي التداخل الناتج إلى تلاشي الصورة.
ومن الجدير بالذكر أيضًا التصوير بشعاع T، والذي يتم التصوير في نطاق تيراهيرتز البعيد. إن عدم وجود مصادر ساطعة يجعل مثل هذه الصور أكثر صعوبة من الناحية الفنية من معظم تقنيات التصوير بالأشعة تحت الحمراء الأخرى.
المصابيح والليزر
تشمل المصادر الاصطناعية للأشعة تحت الحمراء، بالإضافة إلى الأجسام الساخنة، مصابيح LED وأشعة الليزر. الأول عبارة عن أجهزة إلكترونية ضوئية صغيرة وغير مكلفة مصنوعة من مواد شبه موصلة مثل زرنيخيد الغاليوم. يتم استخدامها كعوازل بصرية وكمصادر للضوء في بعض أنظمة اتصالات الألياف الضوئية. تعمل أشعة الليزر تحت الحمراء عالية الطاقة التي يتم ضخها ضوئيًا على أساس ثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون. يتم استخدامها للبدء والتغيير التفاعلات الكيميائيةوفصل النظائر. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدامها في أنظمة الليدار لتحديد المسافة إلى الجسم. تُستخدم مصادر الأشعة تحت الحمراء أيضًا في أجهزة تحديد المدى للكاميرات ذاتية التركيز وأجهزة الإنذار الأمنية وأجهزة الاستشعار الأدوات البصريةرؤية ليلية.
أجهزة استقبال الأشعة تحت الحمراء
تشتمل أدوات الكشف عن الأشعة تحت الحمراء على أجهزة حساسة لدرجة الحرارة مثل كاشفات المزدوجات الحرارية، ومقاييس البولوميتر (يتم تبريد بعضها إلى درجات حرارة قريبة من الصفر المطلق لتقليل التداخل من الكاشف نفسه)، والخلايا الكهروضوئية، والموصلات الضوئية. هذه الأخيرة مصنوعة من مواد أشباه الموصلات (على سبيل المثال، السيليكون وكبريتيد الرصاص)، والتي تزداد الموصلية الكهربائية عند تعرضها للأشعة تحت الحمراء.
التدفئة
تُستخدم الأشعة تحت الحمراء للتدفئة - على سبيل المثال، لتسخين حمامات البخار وإزالة الجليد من أجنحة الطائرات. كما يتم استخدامه بشكل متزايد لإذابة الأسفلت عند إنشاء طرق جديدة أو إصلاح المناطق المتضررة. يمكن استخدام الأشعة تحت الحمراء في طهي وتسخين الطعام.
اتصال
تُستخدم أطوال موجات الأشعة تحت الحمراء لنقل البيانات عبر مسافات قصيرة، مثل الأجهزة الطرفية للكمبيوتر والمساعدات الرقمية الشخصية. تتوافق هذه الأجهزة عادةً مع معايير IrDA.
يُستخدم اتصال الأشعة تحت الحمراء عادةً في الداخل في المناطق ذات الكثافة السكانية العالية. هذه هي الطريقة الأكثر شيوعا التحكم عن بعدالأجهزة. خصائص الأشعة تحت الحمراء لا تسمح لها باختراق الجدران، وبالتالي لا تتفاعل مع المعدات الموجودة في الغرف المجاورة. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام أشعة الليزر تحت الحمراء كمصادر للضوء في أنظمة اتصالات الألياف الضوئية.
التحليل الطيفي
التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء هو تقنية تستخدم لتحديد هياكل وتركيبات المركبات العضوية (بشكل أساسي) من خلال دراسة انتقال الأشعة تحت الحمراء عبر العينات. ويعتمد على خواص المواد في امتصاص ترددات معينة، والتي تعتمد على التمدد والانحناء داخل جزيئات العينة.
توفر خصائص امتصاص وانبعاث الأشعة تحت الحمراء للجزيئات والمواد معلومات مهمة حول الحجم والشكل والشكل الرابطة الكيميائيةالجزيئات والذرات والأيونات في المواد الصلبة. يتم قياس طاقات الدوران والاهتزاز في جميع الأنظمة. الأشعة تحت الحمراء للطاقة hν المنبعثة أو الممتصة بواسطة جزيء أو مادة معينة هي مقياس للاختلاف في بعض حالات الطاقة الداخلية. وهي، بدورها، يتم تحديدها من خلال الوزن الذري والروابط الجزيئية. لهذا السبب، يعد التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء أداة قوية لتحديد الهيكل الداخليالجزيئات والمواد، أو كمياتها عندما تكون هذه المعلومات معروفة ومجدولة بالفعل. غالبًا ما تُستخدم تقنيات التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء لتحديد تكوين العينات الأثرية وبالتالي أصلها وعمرها، وكذلك للكشف عن الأعمال الفنية المزيفة والأشياء الأخرى التي تشبه النسخ الأصلية عند فحصها تحت الضوء المرئي.
فوائد ومضار الأشعة تحت الحمراء
تُستخدم الأشعة تحت الحمراء طويلة الموجة في الطب للأغراض التالية:
- تطبيع ضغط الدم عن طريق تحفيز الدورة الدموية.
- تطهير الجسم من الأملاح المعدنية الثقيلة والسموم.
- يحسن الدورة الدموية في الدماغ والذاكرة.
- تطبيع المستويات الهرمونية.
- الحفاظ على توازن الماء والملح.
- الحد من انتشار الفطريات والميكروبات.
- تخفيف الآلام.
- تخفيف الالتهاب.
- تقوية جهاز المناعة.
في الوقت نفسه، يمكن أن يكون الأشعة تحت الحمراء ضارة في الأمراض القيحية الحادة والنزيف والالتهابات الحادة وأمراض الدم والأورام الخبيثة. يؤدي التعرض الطويل غير المنضبط إلى احمرار الجلد والحروق والتهاب الجلد وضربة الشمس. تشكل الأشعة تحت الحمراء ذات الموجة القصيرة خطراً على العيون - فقد تتطور رهاب الضوء وإعتام عدسة العين وضعف البصر. ولذلك، ينبغي استخدام مصادر الإشعاع طويلة الموجة فقط للتدفئة.
يبحث
يمكننا إعلامك بالمقالات الجديدة ،