Existujú rôzne zdroje Infra červená radiácia. Momentálne sú in domáce prístroje, automatizačné a bezpečnostné systémy a používajú sa aj na sušenie priemyselných produktov. Infračervené zdroje svetla pri správnom používaní nepôsobia na ľudský organizmus, preto sú produkty veľmi obľúbené.

História objavovania

Po mnoho storočí vynikajúce mysle študovali povahu a pôsobenie svetla.

Infračervené svetlo bolo objavené začiatkom 19. storočia prostredníctvom výskumu astronóma W. Herschela. Jeho podstatou bolo skúmanie vykurovacích schopností rôznych solárnych oblastí. Vedec im priniesol teplomer a sledoval nárast teploty. Tento proces bol pozorovaný, keď sa zariadenie dotklo červeného okraja. V. Herschel dospel k záveru, že existuje určité žiarenie, ktoré nie je možné vidieť vizuálne, ale dá sa určiť pomocou teplomera.

Infračervené lúče: aplikácia

Sú rozšírené v ľudskom živote a našli uplatnenie v rôznych oblastiach:

  • Vojna. Moderné rakety a hlavice, schopné samostatne mieriť na cieľ, sú vybavené, ktoré sú výsledkom použitia infračerveného žiarenia.
  • Termografia. Infračervené žiarenie sa používa na štúdium prehriatych alebo podchladených oblastí. Infračervené snímky sa používajú aj v astronómii na detekciu nebeských telies.
  • Život Väčšia popularita prijaté, ktorých fungovanie je zamerané na vykurovanie interiérových predmetov a stien. Tie následne uvoľňujú teplo do priestoru.
  • Diaľkové ovládanie. Všetky existujúce diaľkové ovládače pre TV, pece, klimatizácie atď. vybavené infračervenými lúčmi.
  • V medicíne sa infračervené lúče používajú na liečbu a prevenciu. rôzne choroby.

Pozrime sa, kde sa tieto prvky používajú.

Infračervené plynové horáky

Infračervený horák sa používa na vykurovanie rôznych miestností.

Najprv sa používal na skleníky a garáže (teda nebytové priestory). Avšak moderné technológie povolené používať aj v bytoch. Populárne sa takýto horák nazýva solárne zariadenie, pretože po zapnutí sa pracovná plocha zariadenia podobá slnečné svetlo. Postupom času takéto zariadenia nahradili olejové ohrievače a konvektory.

Hlavné rysy

Infračervený horák sa od ostatných zariadení líši spôsobom ohrevu. Teplo sa prenáša prostriedkami, ktoré nie sú pre človeka viditeľné. Táto vlastnosť umožňuje prenikaniu tepla nielen do ovzdušia, ale aj do interiéru, čo následne zvyšuje aj teplotu v miestnosti. Infračervený žiarič nevysušuje vzduch, pretože lúče sú primárne nasmerované na interiérové ​​predmety a steny. V budúcnosti sa teplo prenáša zo stien alebo predmetov priamo do priestoru miestnosti a proces nastáva v priebehu niekoľkých minút.

Pozitívne stránky

Hlavnou výhodou takýchto zariadení je rýchle a jednoduché vykurovanie miestnosti. Napríklad zahriatie studenej miestnosti na teplotu +24ºС bude trvať 20 minút. Počas procesu nedochádza k pohybu vzduchu, čo prispieva k tvorbe prachu a veľkých nečistôt. Preto je infračervený žiarič inštalovaný v interiéri tými ľuďmi, ktorí majú alergie.

Okrem toho infračervené lúče pri dopade na povrch s prachom nespôsobujú jeho spálenie a v dôsledku toho nie je cítiť spálený prach. Kvalita ohrevu a životnosť zariadenia závisí od vykurovacieho telesa. Takéto zariadenia používajú keramický typ.

cena

Cena takýchto zariadení je pomerne nízka a dostupná pre všetky segmenty obyvateľstva. Napríklad plynový horák stojí od 800 rubľov. Celý sporák je možné zakúpiť za 4 000 rubľov.

Sauna

Čo je infračervená kabína? Ide o špeciálnu miestnosť, ktorá je postavená z prírodných druhov dreva (napríklad céder). Sú v ňom nainštalované infračervené žiariče pôsobiace na strom.

Počas zahrievania sa uvoľňujú fytoncídy - užitočné zložky, ktoré zabraňujú rozvoju alebo výskytu húb a baktérií.

Takejto infrakabíne sa ľudovo hovorí sauna. Teplota vzduchu v miestnosti dosahuje 45ºС, takže je celkom pohodlné byť v nej. Táto teplota umožňuje rovnomerné a hlboké zahriatie ľudského tela. Preto teplo neovplyvňuje kardiovaskulárny systém. Počas procedúry sa odstraňujú nahromadené toxíny a odpad, zrýchľuje sa metabolizmus v tele (vďaka rýchlemu pohybu krvi) a tkanivá sú tiež obohatené o kyslík. Potenie však nie je hlavnou vlastnosťou infrasauny. Je zameraná na zlepšenie pohody.

Vplyv na ľudí

Takéto priestory majú priaznivý vplyv na ľudské telo. Počas procedúry sa zahrejú všetky svaly, tkanivá a kosti. Zrýchlenie krvného obehu ovplyvňuje metabolizmus, ktorý pomáha nasýtiť svaly a tkanivá kyslíkom. Okrem toho sa infrakabína navštevuje kvôli prevencii rôznych chorôb. Väčšina ľudí zanecháva iba pozitívne recenzie.

Negatívne účinky infračerveného žiarenia

Zdroje infračerveného žiarenia môžu mať nielen pozitívny vplyv na telo, ale môžu mu aj uškodiť.

Pri dlhšom vystavení lúčom sa kapiláry rozširujú, čo vedie k začervenaniu alebo popáleniu. Zdroje infračerveného žiarenia spôsobujú osobitné poškodenie orgánov zraku - to je tvorba šedého zákalu. V niektorých prípadoch človek zažije záchvaty.

Krátke lúče ovplyvňujú ľudské telo, spôsobujú zhoršenie teploty mozgu o niekoľko stupňov: tmavnutie očí, závraty, nevoľnosť. Ďalšie zvýšenie teploty môže viesť k vzniku meningitídy.

K zhoršeniu alebo zlepšeniu stavu dochádza v dôsledku intenzity elektromagnetického poľa. Je charakterizovaná teplotou a vzdialenosťou od zdroja žiarenia tepelnej energie.

Dlhé vlny infračerveného žiarenia zohrávajú osobitnú úlohu v rôznych životných procesoch. Krátke majú väčší vplyv na ľudský organizmus.

Ako zabrániť škodlivým účinkom infračervených lúčov?

Ako už bolo spomenuté, krátke časové obdobie má negatívny vplyv na ľudské telo. tepelné žiarenie. Pozrime sa na príklady, v ktorých je IR žiarenie nebezpečné.

Dnes môžu byť infračervené ohrievače, ktoré vyžarujú teploty nad 100ºC, zdraviu škodlivé. Medzi nimi sú nasledujúce:

  • Priemyselné zariadenia vyžarujúce žiarivú energiu. Zabrániť negatívny vplyv, mal by sa používať špeciálny odev a tepelne ochranné prvky a preventívne akcie medzi pracujúcim personálom.
  • Infračervené zariadenie. Najznámejším ohrievačom je sporák. Tá sa však už dávno nepoužíva. Čoraz častejšie v bytoch, vidiecke domy a dače začali používať elektrické infračervené ohrievače. Jeho konštrukcia obsahuje vykurovacie teleso (vo forme špirály), ktoré je chránené špeciálnym tepelne izolačným materiálom. Takéto vystavenie lúčom nepoškodzuje ľudské telo. Vzduch vo vyhrievanej zóne nie je vysušený. Izbu vykúrite za 30 minút. Najprv infračervené žiarenie ohrieva predmety a tie potom vykúria celý byt.

Infračervené žiarenie je široko používané v rôznych odboroch, od priemyslu po medicínu.

Treba s nimi však zaobchádzať opatrne, pretože lúče môžu mať na človeka negatívny vplyv. Všetko závisí od vlnovej dĺžky a vzdialenosti od vykurovacieho zariadenia.

Takže sme zistili, aké zdroje infračerveného žiarenia existujú.

Existovať prirodzený fenomén, ktoré sú ľudskému oku neviditeľné, hoci silu ich pôsobenia cítime. Nemajú menší vplyv ako viditeľné procesy. Infračervené lúče nevidíme, ale cítime ich teplo. Pôsobenie infračerveného žiarenia je prospešné pre živé organizmy na Zemi a hrá dôležitá úloha vo vývoji života. Všetko živé je ovplyvnené infračerveným svetlom.

Zvláštnosťou infračerveného žiarenia je, že bez neho sa v ľudskom tele objavujú rôzne ochorenia a starnutie sa urýchľuje. Ale v tomto prípade je hranica medzi výhodami a poškodením infračerveného žiarenia pre ľudí tenká. Preto je dôležité vedieť, ako to neprekročiť a čo robiť, ak infračervené lúče vedú k negatívnym dôsledkom.

Čo je infračervené žiarenie?

Pri štúdiu Slnka v roku 1800 anglický vedec W. Herschel zmeral teplotu rôznych častí viditeľného spektra. Zistili, že za sýtou červenou farbou leží najvyšší bod tepla. Potom sa vo vede objavil pojem infračervené žiarenie (IR žiarenie).

Infračervené lúče sú voľným okom nedostupné, ale pokožka ich vníma ako teplo. Vzťahujú sa na elektromagnetické žiarenie, ktoré leží medzi červeným koncom viditeľného svetla a mikrovlnnými rádiovými vlnami. IR žiarenie sa bežne nazýva aj tepelné žiarenie.

Vyžarujú ho atómy, ktoré majú prebytočnú energiu, a ióny. Každé teleso s teplotou nad nulou je zdrojom infračerveného žiarenia. Slnko je famózne prírodný prameň IR lúče.

Vlnová dĺžka infračerveného žiarenia závisí od teploty ohrevu. Najviac teplo pri krátkych vlnách s vysokou intenzitou žiarenia. Rozsah infračervených lúčov je široký. Rozdeľuje sa na odrody:

  • krátke vlny – teploty nad 800 stupňov Celzia,
  • stredné vlny – do 600 stupňov Celzia,
  • dlhé vlny - až 300 stupňov Celzia.

Vplyv infračerveného žiarenia na ľudské telo je určený dĺžkou týchto vĺn, ako aj dobou expozície.

Výhody infračervených lúčov pre ľudí

Dlhovlnné infračervené lúče sú prospešné pre ľudské zdravie. Často sa používa v medicíne, najmä vo fyzioterapeutických procedúrach, ktoré môžu zlepšiť krvný obeh, metabolizmus a neuroreguláciu.

Pozitívny vplyv infračerveného žiarenia na ľudský organizmus je nasledovný:

  • zlepšuje sa pamäť a funkcia mozgu,
  • krvný tlak sa normalizuje,
  • hormonálna rovnováha sa normalizuje,
  • eliminujú sa soli, toxíny a ťažké kovy,
  • zastaví sa množenie húb a škodlivých mikroorganizmov,
  • rovnováha voda-soľ sa obnoví,
  • dochádza k úľave od bolesti
  • dochádza k protizápalovému procesu
  • rakovinové bunky sú potlačené
  • výsledky rádioaktívneho žiarenia sú neutralizované,
  • zvýšenie inzulínu u diabetických pacientov,
  • dystrofia je vyliečená,
  • psoriáza zmizne,
  • imunita je posilnená.

Vykurovanie pomocou infračervených lúčov zabíja škodlivé baktérie a pomáha posilňovať imunitný systém. Ionizácia vzduchu chráni pred alergickými prejavmi. Dlhé vlny infračerveného tepla pôsobia upokojujúco pri únave, podráždenosti, strese, podporujú hojenie rán a vedú k zotaveniu po chrípke.

Škody spôsobené infračerveným žiarením

Napriek tomu prospešné vlastnosti Existujú aj kontraindikácie pre IR lúče. Nebezpečné sú najmä krátke vlny. Ich poškodenie sa môže prejaviť začervenaním kože a popáleninami, úpalom a dermatitídou, výskytom záchvatov a narušením rovnováhy voda-soľ. Krátkovlnná pre sliznicu očí. Nielenže ju vysušuje, ale môže spôsobiť aj vážne očné problémy.

Krátkovlnný účinok na ľudské telo sa prejavuje v určitých znakoch:

  • závraty,
  • nevoľnosť,
  • tmavnutie v očiach,
  • kardiopalmus,
  • zhoršená koordinácia pohybov,
  • strata vedomia.

Takéto príznaky sa vyskytujú, ak teplota mozgu stúpne čo i len o jeden stupeň Celzia. Keď teplota stúpne o dva stupne Celzia, objaví sa meningitída a encefalitída.

Kontraindikácie použitia infračervených lúčov sú:

  • krvné choroby,
  • krvácajúca,
  • akútne zápalové procesy,
  • akútne hnisavé prejavy,
  • zhubné nádory.

Kde sa vyskytuje infračervené žiarenie?

Infračervené žiarenie sa používa v rôznych oblastiach ľudská aktivita. Patria sem: termografia, astronómia, medicína, potravinársky priemysel a ďalšie.

IR žiariče môžu byť rôzne zariadenia:

  • navádzacia hlava v zameriavacom zariadení,
  • prístroje na nočné videnie,
  • fyzioterapeutické vybavenie,
  • vykurovacie systémy,
  • ohrievače,
  • zariadenia s diaľkovým ovládaním.

Akékoľvek ohrievané telesá sú zdrojom infračerveného žiarenia.

Pokiaľ ide o ohrievače, pri ich nákupe by ste mali venovať pozornosť povahe žiarenia zariadenia, ktoré je zvyčajne uvedené v technickom liste. Ak má špirála, ktorá produkuje teplo, tepelnoizolačnú ochranu, znamená to, že účinok jej dlhých vĺn bude mať pozitívny vplyv na telo. Ak vykurovacie teleso nie je izolované, zariadenie vydáva krátke vlny, spôsobuje problémy so zdravím.

Dôležité! Ak zariadenie vyžaruje krátkovlnné žiarenie, nezdržiavajte sa dlho v jeho blízkosti a držte ho od seba v dostatočnej vzdialenosti.

Pomoc obeti úpalu

Vystavenie infračervenému teplu môže viesť k úpalu. V takom prípade je potrebné obeti poskytnúť tieto pomocné opatrenia:

  • umiestnite na chladné miesto,
  • osloboď sa od tesného oblečenia,
  • aplikujte chlad na krk, hlavu, oblasť srdca, chrbticu a oblasť slabín,
  • zabaľte osobu do mokrého oblečenia studená voda list,
  • zapnite ventilátor a nasmerujte vzduch na obeť,
  • pije sa často studený,
  • v prípade potreby vykonať umelé dýchanie,
  • zavolajte sanitku.

Záver

Pochopením podstaty infračervených lúčov si uvedomíme ich nevyhnutnosť pre život a normálne fungovanie Ľudské telo. Napriek výhodám infračerveného žiarenia pre ľudí môže tiež spôsobiť nenapraviteľné škody, ak pracujú v rozsahu krátkych vĺn. Preto buďte opatrní pri vystavení infračervenému svetlu. Zvážte kontraindikácie, ktoré sa naň vzťahujú. A ak sa niekomu vo vašom okolí stane úpal, poskytnite mu potrebnú pomoc.

Infračervené žiarenie je jedným z typov elektromagnetického žiarenia, ktoré hraničí s červenou časťou spektra viditeľného svetla na jednej strane a mikrovlnami na druhej strane. Vlnová dĺžka - od 0,74 do 1000-2000 mikrometrov. Infračervené vlny nazývaný aj „tepelný“. Podľa vlnovej dĺžky sú rozdelené do troch skupín:

krátke vlny (0,74-2,5 mikrometrov);

stredná vlna (dlhšia ako 2,5, kratšia ako 50 mikrometrov);

dlhovlnná dĺžka (viac ako 50 mikrometrov).

Zdroje infračerveného žiarenia

Na našej planéte nie je infračervené žiarenie ničím nezvyčajným. Takmer každé teplo je výsledkom infračervených lúčov. Nezáleží na tom, čo to je: slnečné svetlo, teplo nášho tela alebo teplo vychádzajúce z vykurovacích zariadení.

Infračervená časť elektromagnetického žiarenia nezohrieva priestor, ale samotný objekt. Na tomto princípe je postavená práca infračervených lámp. A Slnko ohrieva Zem podobným spôsobom.


Vplyv na živé organizmy

Zapnuté tento moment, veda nepozná žiadne potvrdené fakty o negatívnom vplyve infračervených lúčov na ľudský organizmus. Pokiaľ nemôže dôjsť k poškodeniu sliznice očí v dôsledku príliš intenzívneho žiarenia.

O výhodách sa ale môžeme baviť veľmi dlho. Ešte v roku 1996 vedci z USA, Japonska a Holandska potvrdili množstvo pozitívnych medicínskych faktov. Tepelné žiarenie:

ničí niektoré typy vírusu hepatitídy;

potláča a spomaľuje rast rakovinových buniek;

má schopnosť neutralizovať škodlivé elektromagnetické polia a žiarenie. Vrátane rádioaktívnych;

pomáha diabetikom produkovať inzulín;

môže pomôcť pri dystrofii;

zlepšenie stavu tela s psoriázou.

Cítim sa lepšie, vnútorné orgány začať pracovať efektívnejšie. Zvyšuje sa výživa svalov a výrazne sa zvyšuje sila imunitného systému. Známy faktže pri absencii infračerveného žiarenia telo starne citeľne rýchlejšie.

Infračervené lúče sa tiež nazývajú „lúče života“. Práve pod ich vplyvom sa začal život.

Využitie infračervených lúčov v ľudskom živote

Infračervené svetlo sa používa nie menej široko, ako je rozšírené. Nájsť aspoň jednu oblasť bude asi veľmi ťažké Národné hospodárstvo, kde infračervená časť elektromagnetických vĺn nenašla uplatnenie. Uvádzame najznámejšie oblasti použitia:

vojny. Hlavice samonavádzacích rakiet alebo zariadenia na nočné videnie sú výsledkom použitia infračerveného žiarenia;

termografia je vo vede široko používaná na určenie prehriatych alebo podchladených častí skúmaného objektu. Infračervené zobrazovanie je tiež široko používané v astronómii spolu s inými typmi elektromagnetických vĺn;

ohrievače pre domácnosť. Na rozdiel od konvektorov takéto zariadenia využívajú sálavú energiu na ohrev všetkých predmetov v miestnosti. A potom ďalej, vnútorné predmety vydávajú teplo do okolitého vzduchu;

prenos dát a diaľkové ovládanie. Áno, všetky diaľkové ovládače televízorov, magnetofónov a klimatizácií využívajú infračervené lúče;

dezinfekcia v potravinárskom priemysle

liek. Liečba a prevencia mnohých rôznych typov chorôb.

Infračervené lúče sú relatívne malou súčasťou elektromagnetického žiarenia. Keďže ide o prirodzený spôsob prenosu tepla, nezaobíde sa bez neho ani jeden životný proces na našej planéte.

Infračervené žiarenie je elektromagnetická radiácia, ktorý sa nachádza na hranici s červeným spektrom viditeľného svetla. Ľudské oko toto spektrum nevidí, no my ho cítime na koži ako teplo. Pri vystavení infračerveným lúčom sa predmety zahrievajú. Čím kratšia je vlnová dĺžka infračerveného žiarenia, tým silnejší bude tepelný efekt.

Podľa Medzinárodná organizáciaštandardizácie (ISO), infračervené žiarenie je rozdelené do troch rozsahov: blízke, stredné a vzdialené. V medicíne využíva pulzná infračervená LED terapia (LEDT) len blízke infračervené vlnové dĺžky, pretože sa nerozptyľuje od povrchu kože a preniká do podkožných štruktúr.



Spektrum blízkeho infračerveného žiarenia je obmedzené od 740 do 1400 nm, ale s rastúcou vlnovou dĺžkou klesá schopnosť lúčov prenikať tkanivom v dôsledku absorpcie fotónov vodou. Zariadenia „RIKTA“ využívajú infračervené diódy s vlnovou dĺžkou v rozsahu 860-960 nm a priemerným výkonom 60 mW (+/- 30).

Žiarenie infračervených lúčov nie je také hlboké ako laserové žiarenie, ale má širšiu škálu účinkov. Ukázalo sa, že fototerapia urýchľuje hojenie rán, znižuje zápal a zmierňuje bolesť tým, že ovplyvňuje podkožné tkanivo a podporuje bunkovú proliferáciu a adhéziu v tkanive.

LEDT intenzívne podporuje zahrievanie tkaniva povrchových štruktúr, zlepšuje mikrocirkuláciu, stimuluje regeneráciu buniek, pomáha znižovať zápalový proces a obnovuje epitel.

ÚČINNOSŤ INFRAČERVENÉHO ŽIARENIA PRI LIEČENÍ ĽUDÍ

LEDT sa používa ako doplnok k nízkej intenzite laserová terapia„RIKTA“ a má liečebné a preventívne účinky.

Vystavenie infračervenému žiareniu pomáha urýchliť metabolické procesy v bunkách, aktivuje regeneračné mechanizmy a zlepšuje zásobovanie krvou. Účinok infračerveného žiarenia je komplexný a má na organizmus tieto účinky:

    zvýšenie priemeru krvných ciev a zlepšenie krvného obehu;

    aktivácia bunkovej imunity;

    zmiernenie opuchu tkaniva a zápalu;

    úľava od bolestivých syndrómov;

    zlepšenie metabolizmu;

    stiahnutie emocionálny stres;

    obnovenie rovnováhy voda-soľ;

    normalizácie hormonálne hladiny.

Pri kontakte s pokožkou infračervené lúče dráždia receptory a prenášajú signál do mozgu. Centrálny nervový systém reaguje reflexne, stimuluje celkový metabolizmus a zvyšuje celkovú imunitu.

Hormonálna odpoveď podporuje expanziu lúmenu mikrocirkulačných rastových ciev, čím sa zlepšuje prietok krvi. To vedie k normalizácii krvný tlak, lepší transport kyslíka do orgánov a tkanív.

BEZPEČNOSŤ

Napriek výhodám pulznej infračervenej LED terapie sa musí expozícia infračervenému žiareniu dávkovať. Nekontrolované ožarovanie môže viesť k popáleninám, začervenaniu kože a prehriatiu tkanív.

Počet a trvanie procedúr, frekvenciu a oblasť infračerveného žiarenia, ako aj ďalšie liečebné funkcie by mal predpísať odborník.

APLIKÁCIA INFRAČERVENÉHO ŽIARENIA

LEDT terapia preukázala vysokú účinnosť pri liečbe rôznych ochorení: zápal pľúc, chrípka, angína, bronchiálna astma, vaskulitída, preležaniny, kŕčové žily, srdcové choroby, omrzliny a popáleniny, niektoré formy dermatitídy, periférne ochorenia nervový systém a zhubné kožné nádory.

Infračervené žiarenie má spolu s elektromagnetickým a laserovým žiarením regeneračný účinok a pomáha pri liečbe a prevencii mnohých chorôb. Prístroj Rikta kombinuje viaczložkové žiarenie a umožňuje dosiahnuť maximálny efekt v krátkom čase. Prístroj na infračervené žiarenie si môžete zakúpiť na.

V neviditeľnej oblasti elektromagnetické spektrum, ktoré začína za viditeľným červeným svetlom a končí pred mikrovlnným žiarením medzi frekvenciami 10 12 a 5∙10 14 Hz (alebo je v rozsahu vlnových dĺžok 1-750 nm). Názov pochádza z latinského slova infra a znamená „pod červeným“.

Využitie infračervených lúčov je rôznorodé. Používajú sa na zobrazovanie objektov v tme alebo dyme, vyhrievanie sáun a vyhrievanie krídel lietadiel na odmrazovanie, komunikáciu na krátke vzdialenosti a spektroskopickú analýzu. Organické zlúčeniny.

Otvorenie

Infračervené lúče objavil v roku 1800 britský hudobník a amatérsky astronóm nemeckého pôvodu William Herschel. Pomocou hranola rozdelil slnečné svetlo na jednotlivé zložky a pomocou teplomera zaznamenal zvýšenie teploty za červenú časť spektra.

IR žiarenie a teplo

Infračervené žiarenie sa často nazýva tepelné žiarenie. Treba si však uvedomiť, že je to len jej dôsledok. Teplo je mierou translačnej energie (energie pohybu) atómov a molekúl látky. Senzory "teploty" v skutočnosti nemerajú teplo, ale iba rozdiely v infračervených emisiách rôznych objektov.

Mnohí učitelia fyziky tradične pripisujú všetko tepelné žiarenie Slnka infračerveným lúčom. Ale nie je to tak. S viditeľným slnečné svetlo 50 % všetkého tepla prichádza dovnútra a elektromagnetické vlny Akákoľvek frekvencia s dostatočnou intenzitou môže spôsobiť zahrievanie. Je však spravodlivé povedať, že pri izbovej teplote objekty produkujú teplo predovšetkým v strednej infračervenej oblasti.

IR žiarenie je absorbované a emitované rotáciami a vibráciami chemicky viazaných atómov alebo skupín atómov, a teda mnohými typmi materiálov. Napríklad okenné sklo, ktoré je priepustné pre viditeľné svetlo, absorbuje IR žiarenie. Infračervené lúče sú z veľkej časti absorbované vodou a atmosférou. Hoci sú okom neviditeľné, na pokožke ich cítiť.

Zem ako zdroj infračerveného žiarenia

Povrch našej planéty a oblaky absorbujú slnečnú energiu, z ktorej väčšina sa uvoľňuje do atmosféry vo forme infračerveného žiarenia. Určité látky v ňom, najmä kvapôčky pary a vody, ako aj metán, oxid uhličitý, oxidy dusíka, chlórfluórované uhľovodíky a fluorid sírový, absorbujú v infračervenej oblasti spektra a spätne vyžarujú do všetkých smerov vrátane Zeme. Preto kvôli skleníkovému efektu zemskú atmosféru a povrch je oveľa teplejší, ako keby tam neboli žiadne látky, ktoré pohlcujú IR lúče vo vzduchu.

Toto žiarenie zohráva dôležitú úlohu pri prenose tepla a je neoddeliteľnou súčasťou takzvaného skleníkového efektu. V globálnom meradle sa vplyv infračervených lúčov rozširuje na radiačnú bilanciu Zeme a ovplyvňuje takmer všetku aktivitu biosféry. Takmer každý objekt na povrchu našej planéty vyžaruje elektromagnetické žiarenie hlavne v tejto časti spektra.

IR regióny

Infračervený rozsah je často rozdelený na užšie časti spektra. Nemecký inštitút pre normy DIN definoval nasledujúce rozsahy vlnových dĺžok infračervených lúčov:

  • blízko (0,75-1,4 µm), bežne používané v komunikáciách z optických vlákien;
  • krátkovlnné (1,4-3 mikróny), od ktorých sa výrazne zvyšuje absorpcia IR žiarenia vodou;
  • stredná vlna, tiež nazývaná stredná (3-8 mikrónov);
  • dlhé vlny (8-15 mikrónov);
  • dlhý dosah (15-1000 µm).

Táto klasifikačná schéma však nie je univerzálne používaná. Napríklad niektoré štúdie uvádzajú nasledujúce rozsahy: blízke (0,75-5 µm), stredné (5-30 µm) a dlhé (30-1000 µm). Vlnové dĺžky používané v telekomunikáciách sú rozdelené do samostatných pásiem kvôli obmedzeniam detektorov, zosilňovačov a zdrojov.

Všeobecný notačný systém je odôvodnený ľudskými reakciami na infračervené lúče. Blízka infračervená oblasť je najbližšie k vlnovej dĺžke viditeľnej ľudským okom. Stredné a vzdialené IR žiarenie sa postupne vzďaľuje od viditeľnej časti spektra. Ďalšie definície sa riadia rôznymi fyzikálnymi mechanizmami (ako sú emisné špičky a absorpcia vody) a najnovšie sú založené na citlivosti použitých detektorov. Napríklad bežné kremíkové senzory sú citlivé v oblasti okolo 1050 nm a arzenid indium-gálium je citlivý v rozsahu od 950 nm do 1700 a 2200 nm.

Medzi infračerveným a viditeľným svetlom nie je jasná hranica. Ľudské oko je oveľa menej citlivé na červené svetlo nad 700 nm, ale intenzívne svetlo (z lasera) možno vidieť až do približne 780 nm. Začiatok infračerveného rozsahu je v rôznych normách definovaný rôzne – niekde medzi týmito hodnotami. Typicky je to 750 nm. Preto sú možné viditeľné infračervené lúče v rozsahu 750-780 nm.

Symboly v komunikačných systémoch

Blízke infračervené optické komunikácie sú technicky rozdelené do niekoľkých frekvenčných pásiem. Je to spôsobené rôznymi absorbčnými a priepustnými materiálmi (vláknami) a detektormi. Tie obsahujú:

  • O-pásmo 1 260-1 360 nm.
  • E-pásmo 1 360-1 460 nm.
  • S-pásmo 1 460-1 530 nm.
  • C-pásmo 1 530-1 565 nm.
  • L-pásmo 1,565-1,625 nm.
  • U-pásmo 1,625-1,675 nm.

Termografia

Termografia alebo termálne zobrazovanie je typ infračerveného obrazu objektov. Keďže všetky telesá vyžarujú infračervené žiarenie a intenzita žiarenia sa zvyšuje s teplotou, možno na jeho detekciu a zhotovenie snímok použiť špecializované kamery s infračervenými senzormi. V prípade veľmi horúcich predmetov v blízkej infračervenej alebo viditeľnej oblasti sa táto metóda nazýva pyrometria.

Termografia je nezávislá od osvetlenia viditeľného svetla. Preto možno „vidieť“ životné prostredie aj v tme. Na chladnejšom pozadí dobre vyniknú najmä teplé predmety vrátane ľudí a teplokrvných zvierat. Infračervená fotografia krajiny zlepšuje zobrazenie objektov v závislosti od ich prenosu tepla: modrá obloha a voda sa javí takmer čierna, so zelenými listami a pokožkou jasne vidieť.

Historicky bola termografia široko používaná vojenskými a bezpečnostnými službami. Okrem toho má mnoho ďalších využití. Hasiči ho napríklad používajú na to, aby videli cez dym, našli ľudí a lokalizovali horúce miesta počas požiaru. Termografia môže odhaliť abnormálny rast tkaniva a defekty v elektronických systémoch a obvodoch v dôsledku ich zvýšenej tvorby tepla. Elektrikári, ktorí udržiavajú elektrické vedenia, dokážu rozpoznať prehrievajúce sa spoje a časti, ktoré naznačujú problém, a eliminovať potenciálne nebezpečenstvo. Keď izolácia zlyhá, odborníci na budovy môžu vidieť úniky tepla a zlepšiť účinnosť chladiacich alebo vykurovacích systémov. V niektorých autách vysoká trieda Na pomoc vodičovi sú nainštalované termokamery. Termografické zobrazovanie dokáže sledovať viaceré fyziologické reakcie u ľudí a teplokrvných živočíchov.

Vzhľad a spôsob fungovania modernej termografickej kamery sa nelíšia od bežnej videokamery. Schopnosť vidieť v infračervenom spektre je taká užitočná funkcia, že možnosť zaznamenávať obrázky je často voliteľná a záznamový modul nie je vždy dostupný.

Iné obrázky

Pri IR fotografii je oblasť blízkej infračervenej oblasti zachytená pomocou špeciálnych filtrov. Digitálne fotoaparáty spravidla blokujú IR žiarenie. Lacné kamery, ktoré nemajú vhodné filtre, však dokážu „vidieť“ v blízkej infračervenej oblasti. V tomto prípade sa zvyčajne neviditeľné svetlo javí ako jasne biele. Je to viditeľné najmä pri fotografovaní v blízkosti osvetlených infračervených objektov (napríklad lampy), kde výsledné rušenie spôsobí vyblednutie obrazu.

Za zmienku stojí aj zobrazovanie pomocou T-lúča, čo je zobrazovanie v ďalekom rozsahu terahertzov. Nedostatok jasných zdrojov spôsobuje, že takéto obrázky sú technicky náročnejšie ako väčšina iných techník IR zobrazovania.

LED diódy a lasery

Medzi umelé zdroje infračerveného žiarenia patria okrem horúcich predmetov aj LED diódy a lasery. Prvé sú malé, lacné optoelektronické zariadenia vyrobené z polovodičových materiálov, ako je arzenid gália. Používajú sa ako optoizolátory a ako svetelné zdroje v niektorých komunikačných systémoch s optickými vláknami. Vysokovýkonné opticky čerpané IR lasery fungujú na báze oxidu uhličitého a oxidu uhoľnatého. Používajú sa na iniciáciu a zmenu chemické reakcie a separácia izotopov. Okrem toho sa používajú v lidarových systémoch na určenie vzdialenosti k objektu. Zdroje infračerveného žiarenia sa používajú aj v diaľkomeroch automatických samozaostrovacích kamier, bezpečnostných alarmov a optické prístroje nočné videnie.

IR prijímače

IR detekčné prístroje zahŕňajú zariadenia citlivé na teplotu, ako sú termočlánkové detektory, bolometre (niektoré z nich sú ochladzované na teploty blízke absolútnej nule, aby sa znížilo rušenie od samotného detektora), fotovoltaické články a fotovodiče. Tieto sú vyrobené z polovodičových materiálov (napríklad kremíka a sulfidu olovnatého), ktorých elektrická vodivosť sa zvyšuje, keď sú vystavené infračerveným lúčom.

Kúrenie

Infračervené žiarenie sa využíva na vykurovanie – napríklad na vyhrievanie sáun a odstraňovanie ľadu z krídel lietadiel. Čoraz častejšie sa používa aj na tavenie asfaltu pri kladení nových ciest alebo opravách poškodených miest. IR žiarenie je možné využiť pri varení a ohrievaní jedla.

Pripojenie

Infračervené vlnové dĺžky sa používajú na prenos údajov na krátke vzdialenosti, napríklad medzi počítačovými perifériami a osobnými digitálnymi asistentmi. Tieto zariadenia zvyčajne spĺňajú normy IrDA.

IR komunikácia sa zvyčajne používa v interiéri v oblastiach s vysokou hustotou obyvateľstva. Toto je najbežnejší spôsob diaľkové ovládanie zariadení. Vlastnosti infračervených lúčov im neumožňujú preniknúť cez steny, a preto neinteragujú so zariadeniami v susedných miestnostiach. Okrem toho sa IR lasery používajú ako zdroje svetla v komunikačných systémoch s optickými vláknami.

Spektroskopia

Spektroskopia infračerveného žiarenia je technológia používaná na určenie štruktúr a zloženia (hlavne) organických zlúčenín štúdiom prenosu infračerveného žiarenia cez vzorky. Je založená na vlastnostiach látok absorbovať určité frekvencie, ktoré závisia od napínania a ohýbania vnútri molekúl vzorky.

Infračervené absorpčné a emisné charakteristiky molekúl a materiálov poskytujú dôležité informácie o veľkosti, tvare a chemická väzba molekuly, atómy a ióny v pevných látkach. Energie rotácie a vibrácie sú kvantované vo všetkých systémoch. IR žiarenie energie hν emitované alebo absorbované danou molekulou alebo látkou je mierou rozdielu v určitých vnútorných energetických stavoch. Tie sú zase určené atómovou hmotnosťou a molekulárnymi väzbami. Z tohto dôvodu je infračervená spektroskopia silným nástrojom na určovanie vnútorná štruktúra molekuly a látky alebo, ak sú takéto informácie už známe a uvedené v tabuľke, ich množstvá. Techniky infračervenej spektroskopie sa často používajú na určenie zloženia a teda pôvodu a veku archeologických vzoriek, ako aj na odhaľovanie falzifikátov umeleckých diel a iných predmetov, ktoré sa pri skúmaní vo viditeľnom svetle podobajú originálom.

Výhody a poškodenie infračervených lúčov

Dlhovlnné infračervené žiarenie sa v medicíne používa na tieto účely:

  • normalizácia krvného tlaku stimuláciou krvného obehu;
  • čistenie tela od solí ťažkých kovov a toxínov;
  • zlepšuje krvný obeh v mozgu a pamäť;
  • normalizácia hormonálnych hladín;
  • udržiavanie rovnováhy voda-soľ;
  • obmedzenie šírenia húb a mikróbov;
  • úľava od bolesti;
  • zmiernenie zápalu;
  • posilnenie imunitného systému.

Zároveň môže IR žiarenie spôsobiť poškodenie pri akútnych hnisavých ochoreniach, krvácaní, akútnych zápaloch, ochoreniach krvi a zhubných nádoroch. Nekontrolovaná dlhodobá expozícia vedie k začervenaniu kože, popáleninám, dermatitíde a úpalu. Krátkovlnné infračervené lúče sú pre oči nebezpečné – môže sa vyvinúť fotofóbia, šedý zákal a zhoršenie zraku. Preto by sa na vykurovanie mali používať iba zdroje dlhovlnného žiarenia.