Існують різні джерела інфрачервоного випромінювання. В даний час вони знаходяться в побутовій техніці, системах автоматики, охорони, а також використовуються при сушінні промислових виробів. Джерела інфрачервоного світла при правильній експлуатації не впливають на людський організм, тому вироби користуються величезною популярністю.

Історія відкриття

Протягом багатьох століть вивченням природи і дії світла займалися видатні уми.

Інфрачервоне світло був виявлений на початку 19 століття за допомогою досліджень астронома В. Гершеля. Суть його полягала в вивченні нагрівальних здібностей різних сонячних ділянок. До них вчений підносив термометр і стежив за зростанням температури. Даний процес спостерігався, коли прилад торкнувся червоної межі. В. Гершель зробив висновок, що існує якесь випромінювання, яке не можна побачити візуально, але можливо визначити за допомогою термометра.

Інфрачервоні промені: застосування

Вони широко поширені в життя людини і знайшли своє застосування в різних сферах:

  • Військова справа. Сучасні ракети і боєголовки, здатні самостійно наводитися на ціль, забезпечені які є результатом застосування інфрачервоного випромінювання.
  • Термографія. Інфрачервоне випромінювання застосовують для вивчення перегрітих або переохолоджених місцевостей. Інфрачервоні знімки також застосовуються в астрономії для виявлення небесних тіл.
  • Побут. Велику популярність отримали, функціонування яких спрямоване на нагрів предметів інтер'єру і стін. Потім вони віддають тепло простору.
  • Дистанційне керування. Всі існуючі пульти для телевізора, печей, кондиціонерів і т.д. забезпечені інфрачервоними променями.
  • У медицині інфрачервоними променями проводять лікування та профілактику різних захворювань.

Розглянемо, де застосовуються дані елементи.

Інфрачервоні газові пальники

Інфрачервона пальник служить для обігріву різних приміщень.

Спочатку вона використовувалася для теплиць, гаражів (тобто нежитлових приміщень). Однак сучасні технології дозволили застосовувати її навіть у квартирах. У народі таку пальник називають приладом сонця, так як у включеному стані робоча поверхня обладнання нагадує сонячне світло. Згодом такі пристрої замінили масляні обігрівачі та конвектори.

Головні особливості

Інфрачервона пальник відрізняється від інших приладів способом нагріву. Передача теплоти здійснюється за рахунок які не помітні для людини. Така особливість дозволяє теплу проникати не тільки в повітря, але і на предмети інтер'єру, які в подальшому також підвищують температуру в приміщенні. Інфрачервоний випромінювач не сушить повітря, тому що промені в першу чергу спрямовані на предмети інтер'єру та стіни. Надалі передача теплоти буде здійснюватися від стін або предметів безпосередньо простору кімнати, причому процес відбувається за кілька хвилин.

Позитивні сторони

Головною перевагою таких приладів є швидкий і легких обігрів приміщення. Наприклад, щоб нагріти холодну кімнату до температури + 24ºС, буде потрібно 20 хвилин. В процесі не виникає рух повітря, який сприяє утворенню пилу і великих забруднень. Тому інфрачервоний випромінювач встановлюють в приміщеннях ті люди, які мають алергію.

Крім того, інфрачервоні промені, потрапляючи на поверхню з пилом, не викликають її горіння, і, як наслідок, немає запах горілого пилу. Якість обігріву і довговічність приладу залежить від нагрівального елементу. У таких пристроях використовується керамічний тип.

вартість

Ціна таких пристроїв задоволена низька і доступна всім верствам населення. Наприклад, газовий пальник коштує від 800 рублів. Цілу піч можна придбати за 4000 рублів.

сауна

Що собою являє інфрачервона кабіна? Це спеціальне приміщення, яке будується з натуральних сортів дерева (наприклад, кедра). У нього встановлюються інфрачервоні випромінювачі, що діють на дерево.

Під час нагрівання виділяються фітонциди - корисні компоненти, які запобігають розвитку або появі грибків і бактерій.

Така інфрачервона кабіна в народі називається сауною. Всередині приміщення температура повітря досягає 45ºС, тому перебувати в ньому досить комфортно. Така температура дозволяє прогріти людське тіло рівномірно і глибоко. Тому тепло не впливає на серцево-судинну систему. Під час процедури видаляються накопичені токсини і шлаки, прискорюється обмін речовин в організмі (за рахунок швидкого руху крові), також тканини збагачуються киснем. Однак виділення поту - це не головна властивість інфрачервоної сауни. Вона спрямована на поліпшення самопочуття.

Вплив на людину

Такі приміщення благотворно позначаються на організмі людини. Під час процедури прогріваються всі м'язи, тканини і кістки. Прискорення кровообігу впливає на обмін речовин, який допомагає наситити м'язи і тканини киснем. Крім того, інфрачервону кабіну відвідують з метою профілактики різних захворювань. Більшість людей залишає тільки позитивні відгуки.

Негативний вплив інфрачервоного випромінювання

Джерела інфрачервоного випромінювання можуть викликати не тільки позитивний вплив на організм, але і наносити йому шкоду.

При тривалому впливі променів відбувається розширення капілярів, що призводить до появи почервоніння або опіків. Особливої ​​шкоди джерела інфрачервоного випромінювання наносять органам зору - це утворення катаракти. У деяких випадках у людини з'являються судоми.

На організм людини впливають короткі промені, викликаючи При підвищенні температури головного мозку на кілька градусів спостерігається погіршення стану: потемніння в очах, запаморочення, нудота. Подальше зростання температури може призвести до утворення менінгіту.

Погіршення або поліпшення стану відбувається за рахунок інтенсивності електромагнітного поля. Вона характеризується температурою і відстанню до джерела випромінювання теплової енергії.

Довгі хвилі інфрачервоного випромінювання відіграють особливу роль в різних процесах життєдіяльності. Короткі ж більше впливають на людський організм.

Як запобігти шкідливому впливу ІК-променів?

Як говорилося раніше, негативний вплив на людський організм надає короткий теплове випромінювання. Розглянемо приклади, в яких ІК-випромінювання небезпечно.

На сьогоднішній день шкодити здоров'ю можуть інфрачервоні нагрівачі, що випромінюють температуру вище 100 ° С. Серед них виділяють такі:

  • Промислове обладнання, яке випромінює променисту енергію. Щоб запобігти негативному впливу, слід використовувати спецодяг і теплозахисні елементи, а також проводити профілактичні заходи серед працюючого персоналу.
  • Інфрачервоний прилад. Найвідомішим обігрівачем є піч. Однак вона вже давно вийшла з ужитку. Все частіше в квартирах, заміських будинках і дачах стали використовувати електричні інфрачервоні нагрівачі. У його конструкції передбачений нагрівальний елемент (у вигляді спіралі), який захищений спеціальним теплоізоляційним матеріалом. Такий вплив променів не шкодить людському організму. Повітря в обігрівається зоні не сушиться. Нагріти приміщення можна за 30 хвилин. Спочатку інфрачервоне випромінювання нагріває предмети, а вже вони і всю квартиру.

Інфрачервоне випромінювання широко застосовується в різних сферах, починаючи з промислової і закінчуючи медициною.

Однак звертатися з ними слід акуратно, так як промені можуть зробити негативний вплив на людину. Все залежить від довжини хвилі і відстані до нагрівального приладу.

Отже, ми з'ясували, які існують джерела інфрачервоного випромінювання.

Існують природні явища, які непомітні для людського ока, хоча ми відчуваємо силу їх дії. Вони здатні робити не менший вплив, ніж видимі процеси. Ми не бачимо інфрачервоні промені, але можемо відчувати їх тепло. Дія інфрачервоного випромінювання благотворно для живих організмів на Землі і грає важливу роль в розвитку життя. Все живе знаходиться під впливом інфрачервоного світла.

Особливість інфрачервоного випромінювання в тому, що без нього в людському організмі з'являються різні хвороби, прискорюється старіння. Але в даному випадку межа між користю і шкодою інфрачервоного випромінювання для людини тонка. Тому важливо знати, її не переступити і що робити, якщо інфрачервоні промені привели до негативних наслідків.

Що таке інфрачервоне випромінювання?

Вивчаючи в 1800 році Сонце, англійський учений У. Гершель вимірював температуру різних ділянок видимого спектру. Їм було виявлено, що за насиченим червоним кольором знаходиться найвища точка тепла. Тоді в науці і з'явилося поняття інфрачервоного випромінювання (ІЧ-випромінювання).

Інфрачервоні промені недоступні неозброєному погляду, але ощущаеми шкірою як тепло. Вони відносяться до електромагнітного випромінювання, яке розташовується між червоним кінцем видимого світла і мікрохвильовим радіовипромінювання. ІЧ-випромінювання ще прийнято називати тепловим.

Воно випромінюється атомами, які володіють надлишковою енергією, і іонами. Кожне тіло з температурою вище нуля - це джерело інфрачервоного випромінювання. Сонце - відомий природний джерело ІЧ-променів.

Довжина хвиль в ІК-випромінюванні залежить від температури нагрівання. Найвища температура у коротких хвиль з великою інтенсивністю випромінювання. Діапазон інфрачервоних променів широкий. Він ділиться на різновиди:

  • короткі хвилі - температура вище 800 градусів Цельсія,
  • середні хвилі - до 600 градусів Цельсія,
  • довгі хвилі - до 300 градусів Цельсія.

Вплив інфрачервоного випромінювання на організм людини визначається довжиною цих хвиль, а також тимчасовим відрізком впливу.

Користь інфрачервоних променів для людини

Інфрачервоні промені сприятливі для здоров'я людини. Це часто використовується в медицині, зокрема в фізіотерапевтичних процедурах, за допомогою яких можна поліпшити кровообіг, метаболізм і нейрорегуляціі.

Позитивний вплив ІЧ-випромінювання на людський організм позначається наступним чином:

  • поліпшується пам'ять і функції мозку,
  • наводиться в норму артеріальний тиск,
  • нормалізується гормональний баланс,
  • виводяться солі, токсини і важкі метали,
  • зупиняється розмноження грибків і шкідливих мікроорганізмів,
  • відновлюється водно-сольовий баланс,
  • відбувається знеболювання,
  • відбувається протизапальний процес,
  • придушуються ракові клітини,
  • нейтралізуються результати радіоактивного випромінювання,
  • підвищується інсулін у хворих на діабет,
  • виліковується дистрофія,
  • проходить псоріаз,
  • зміцнюється імунітет.

Опалення, в якому використовуються ІК-промені, вбиває шкідливі бактерії і допомагає зміцнити імунітет. Іонізація повітря захищає від алергічних проявів. Довгі хвилі інфрачервоного тепла діють заспокійливо при втоми, дратівливості, стресі, сприяють загоєнню ран, призводять до одужання при грипі.

Шкода від інфрачервоного випромінювання

Незважаючи на корисні властивості ІЧ-променів у них існують і протипоказання. Особливу небезпеку становлять короткі хвилі. Їх шкода може виражатися в почервонінні шкіри і опіку, тепловому ударі і дерматиті, появі судом і порушення водно-сольового балансу. Короткохвильове для слизової оболонки очей. Воно не просто пересушує її, а й здатне викликати серйозні очні недуги.

Короткохвильове дію на організм людини виражається в певних ознаках:

  • запаморочення,
  • нудота,
  • потемніння в очах,
  • пришвидшене серцебиття,
  • порушення координації рухів,
  • втрата свідомості.

Такі симптоми виникають, якщо температура головного мозку підвищується хоча б на один градус Цельсія. При підвищенні на два градуси Цельсія - з'являється менінгіт і енцефаліт.

Протипоказаннями до застосування інфрачервоних променів служать:

  • захворювання крові,
  • кровотечі,
  • островоспалітельние процеси,
  • гострі гнійні прояви,
  • злоякісні пухлини.

Де зустрічається інфрачервоне випромінювання?

Інфрачервоне випромінювання застосовується в різних областях людської діяльності. Сюди відносяться: термографія, астрономія, медицина, харчова промисловість та інші.

ІК-випромінювачами можуть бути різні прилади:

  • головка самонаведення в прицільний пристрій,
  • прилади нічного бачення,
  • обладнання для фізіотерапії,
  • системи опалення,
  • обігрівачі,
  • пристрою з дистанційним управлінням.

Будь-які нагріті тіла - це джерела інфрачервоного випромінювання.

Що стосується обігрівачів, при їх покупці варто звернути увагу на характер випромінювання приладу, який зазвичай вказується в технічному паспорті. Якщо спіраль, що виділяє тепло, має теплоізолюючу захист, це означає, що дія її довгих хвиль буде позитивно позначатися на організмі. Якщо ж нагрівальний елемент не ізольований, то пристрій виділяє короткі хвилі, що викликають проблеми зі здоров'ям.

Важливо! Якщо прилад виділяє короткохвильове випромінювання, не перебуваєте біля нього довго і тримайте його на відстані від себе.

Допомога потерпілому від теплового удару

Вплив на людину інфрачервоного тепла може призвести до теплового удару. При цьому необхідно надати потерпілому такі заходи допомоги:

  • помістити його в прохолодне місце,
  • вивільнити від тісного одягу,
  • прикласти холод на шию, голову, область серця, хребет і пахові промежини,
  • обернути людини в намочену холодною водою простирадло,
  • включити вентилятор і направити на потерпілого повітря,
  • часто поїти холодним,
  • провести штучне дихання, якщо виникла потреба,
  • викликати швидку допомогу.

висновок

Розуміючи природу ІК-променів, ми усвідомлюємо їх незамінність для життя і нормального функціонування людського організму. Незважаючи на користь інфрачервоного випромінювання для людини, воно може завдавати і непоправної шкоди, якщо діють в короткохвильовому діапазоні. Тому будьте обережні, потрапляючи під вплив інфрачервоного світла. Враховуйте протипоказання, які до нього є. А якщо тепловий удар трапився з кимось із оточуючих, надайте йому необхідну допомогу.

Інфрачервоне випромінювання - один з типів електромагнітного випромінювання, що межує з червоною частиною спектру видимого світла з одного боку і мікрохвилями - з іншого. Довжина хвилі - від 0.74 до 1000-2000 мікрометрів. Інфрачервоні хвилі називають ще «тепловими». Виходячи з довжини хвилі, їх класифікують на три групи:

короткохвильові (0.74-2.5 мікрометрів);

середньохвильові (довше 2.5, коротше 50 мікрометрів);

довгохвильові (більше 50 мікрометрів).

Джерела інфрачервоного випромінювання

На нашій планеті інфрачервоне випромінювання аж ніяк не рідкість. Практично будь-яке тепло - ефект впливу інфрачервоних променів. Неважливо що це: сонячне світло, тепло наших тіл або нагрів, що виходить від опалювальних приладів.

Інфрачервона частина електромагнітного випромінювання гріє НЕ простір, а безпосередньо сам об'єкт. Саме на цьому принципі побудована робота інфрачервоних ламп. Та й Сонце обігріває Землю аналогічним чином.


Вплив на живі організми

На даний момент, науці невідомі підтверджені факти негативного впливу інфрачервоних променів на організм людини. Хіба що через надто інтенсивного випромінювання може пошкодитися слизова оболонка очей.

А ось про користь можна говорити дуже довго. Ще в 1996 році, вчені з США, Японії та Голландії підтвердили ряд позитивних медичних фактів. Теплове випромінювання:

знищує деякі з видів вірусу гепатиту;

пригнічує і уповільнює зростання ракових клітин;

має здатність нейтралізації шкідливих електромагнітних полів і випромінювання. У тому числі і радіоактивного;

допомагає виробляти інсулін діабетиками;

може допомогти при дистрофії;

поліпшення стану організму при псоріазі.

Під поліпшується самопочуття, внутрішні органи починають працювати ефективніше. Збільшується живлення м'язів, неабияк підвищується сила імунної системи. Відомий факт, що при відсутності інфрачервоного випромінювання, організм відчутно швидше старіє.

Інфрачервоні промені ще називають «променями життя». Саме під їх впливом зародилося життя.

Використання інфрачервоних променів в побуті людини

Інфрачервоне світло використовують не менш широко, ніж він поширений. Мабуть, буде дуже складно знайти хоч одну галузь народного господарства, де не знайшла собі застосування інфрачервона частина електромагнітних хвиль. Перерахуємо найвідоміші сфери застосування:

військова справа. Самонаведення боєголовок ракет або прилади нічного бачення - це все результат використання інфрачервоного випромінювання;

термографія широко використовується в науці для визначення перегрітих або переохолоджених частин досліджуваного об'єкта. Інфрачервоні знімки також широко використовуються в астрономії, поряд з іншими типами електромагнітних хвиль;

побутові обігрівачі. На відміну від конвекторів, такі пристрої за допомогою променевої енергії нагрівають всі об'єкти приміщення. А вже далі, предмети інтер'єру віддають тепло навколишньому повітрю;

передача даних і дистанційне керування. Так, все пульти від телевізорів, магнітофонів і кондиціонерів використовують інфрачервоні промені;

дезінфекція в харчовій промисловості

медицина. Лікування і профілактика багатьох різнотипних захворювань.

Інфрачервоні промені - відносно невелика частина електромагнітного випромінювання. Будучи природним способом передачі тепла, без нього не обходиться жоден життєвий процес на нашій планеті.

Інфрачервоне випромінювання - це електромагнітне випромінювання, що знаходиться на кордоні з червоним спектром видимого світла. Людське око не здатне бачити цей спектр, проте ми його відчуваємо шкірою, як тепло. При впливі інфрачервоних променів предмети нагріваються. Чим коротше довжина хвилі інфрачервоного випромінювання, тим сильніше буде тепловий ефект.

Згідно міжнародної організації стандартизації (ISO), інфрачервоне випромінювання ділиться на три діапазони: ближній, середній і дальній. У медицині, в імпульсної інфрачервоної світлодіодним терапії (LEDT) застосовується тільки ближній інфрачервоний діапазон, оскільки він не розсіюється на поверхні шкіри і проникає на підшкірні структури.



Спектр ближнього інфрачервоного випромінювання обмежений від 740 до 1400 нм, але зі збільшенням довжини хвилі, знижується здатність променів проникати в тканини, за рахунок поглинання фотонів водою. В апаратах "РІКТА" використовуються інфрачервоні діоди з довжиною хвилі в діапазоні 860-960 нм і середньою потужністю 60 мВт (+/- 30).

Випромінювання інфрачервоних променів не таке глибоке, як лазерне, однак у нього ширший спектр впливу. Було доведено, що фототерапія прискорює загоєння ран, зменшує запалення і знімає больовий синдром, впливаючи на підшкірні тканини і сприяючи проліферації і адгезії клітин в тканинах.

LEDT інтенсивно сприяє прогріванню тканини поверхневих структур, покращує мікроциркуляцію, стимулює регенерацію клітин, сприяє зменшенню запального процесу і відновлення епітелію.

ЕФЕКТИВНІСТЬ ІНФРАЧЕРВОНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ В ЛІКУВАННІ ЛЮДИНИ

LEDT використовується, як доповнення до низкоинтенсивной лазерної терапії апаратів "РІКТА" і має лікувальну і профілактичним ефектами.

Вплив апарату інфрачервоного випромінювання сприяє прискоренню метаболічних процесів в клітинах, активує регенеративні механізми і покращує кровопостачання. Дія інфрачервоного випромінювання комплексне і надає наступні ефекти на організм:

    збільшення діаметра судин і поліпшення кровообігу;

    активація клітинного імунітету;

    зняття набряклості тканин і запалення;

    купірування больових синдромів;

    поліпшення метаболізму;

    зняття емоційної напруги;

    відновлення водно-сольового балансу;

    нормалізація гормонального фону.

Впливаючи на шкіру, інфрачервоні промені дратують рецептори, передаючи сигнал в мозок. Центральна нервова система рефлекторно відповідає, стимулюючи загальний метаболізм і підвищуючи загальний імунітет.

Гормональний відповідь сприяє розширенню просвіту судин мікроциркуляторного зростання, покращуючи кровообіг. Це призводить до нормалізації артеріального тиску, краще транспорту кисню до органів і тканини.

БЕЗПЕКА

Незважаючи на користь, яку вони надають імпульсної інфрачервоної світлодіодним терапією, вплив інфрачервоним випромінюванням має бути дозованим. Безконтрольне опромінення може призвести до опіків, почервоніння шкіри, перегріву тканин.

Кількість і тривалість процедур, частоту і область інфрачервоного випромінювання, а також інші особливості лікування повинен призначати фахівець.

ЗАСТОСУВАННЯ ІНФРАЧЕРВОНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ

LEDT-терапія показала високу ефективність при лікуванні різних захворювань: пневмонії, грипу, ангіни, бронхіальної астми, васкуліту, пролежнів, варикозного розширення вен, захворювань серця, обморожень і опіків, деяких форм дерматитів, захворювань периферичної нервової системи і злоякісних новоутворень шкіри.

Інфрачервоне випромінювання, поряд з електромагнітним і лазерним, має загальнозміцнювальну дію і допомагає при лікуванні і профілактики багатьох захворювань. Апарат "Рікта" поєднує в собі випромінювання многокомпонентного типу і дозволяє домогтися максимального ефекту в короткий термін. Прилад інфрачервоного випромінювання купити можна в.

В невидимою області електромагнітного спектра, яка починається за видимим червоним світлом і закінчується перед мікрохвильовим випромінюванням між частотами 10 12 і 5 ∙ 10 14 Гц (або знаходиться в діапазоні довжин хвиль 1-750 нм). Назва походить від латинського слова infra і означає «нижче червоного».

Застосування інфрачервоних променів різноманітно. Вони використовуються для візуалізації об'єктів в темряві або в диму, опалення саун і підігріву крил повітряних суден для захисту від обмерзання, в ближній зв'язку і при проведенні спектроскопічного аналізу органічних сполук.

відкриття

Інфрачервоні промені були виявлені в 1800 р британським музикантом і астрономом-любителем німецького походження Вільямом Гершелем. Він за допомогою призми розділив сонячне світло на складові його компоненти і за червоною частиною спектру за допомогою термометра зареєстрував збільшення температури.

ІЧ-випромінювання і тепло

Інфрачервоне випромінювання часто називають тепловим. Слід, однак, відзначити, що воно є лише його наслідком. Тепло - це міра поступальної енергії (енергії руху) атомів і молекул речовини. «Температурні» датчики фактично вимірюють тепло, а лише різницю в ІК-випромінюванні різних об'єктів.

Багато вчителів фізики інфрачервоних променів традиційно приписують всю теплову радіацію Сонця. Але це не зовсім так. З видимим сонячним світлом надходить 50% всього тепла, і електромагнітні хвилі будь-якої частоти при достатній інтенсивності можуть викликати нагрівання. Однак справедливо буде сказати, що при кімнатній температурі об'єкти виділяють тепло в основному в смузі середнього інфрачервоного діапазону.

ІЧ-випромінювання поглинається і випромінюється обертаннями і вібраціями хімічно пов'язаних атомів або їх груп і, отже, багатьма видами матеріалів. Наприклад, прозоре для видимого світла віконне скло ІК-радіацію поглинає. Інфрачервоні промені в значній мірі абсорбуються водою і атмосферою. Хоча вони і невидимі для очей, їх можна відчути шкірою.

Земля як джерело інфрачервоного випромінювання

Поверхня нашої планети і хмари поглинають сонячну енергію, більшу частину якої у вигляді ІК-радіації віддають в атмосферу. Певні речовини в ній, в основному пар і краплі води, а також метан, вуглекислий газ, оксид азоту, хлорфторвуглеці та гексафторид сірки, поглинають в інфрачервоній області спектра і переизлучают у всіх напрямках, в тому числі на Землю. Тому через парникового ефекту земна атмосфера і поверхню набагато тепліше, ніж якби речовини, які поглинають ІЧ-промені, в повітрі відсутні.

Це випромінювання відіграє важливу роль в теплопередачі і є невід'ємною частиною так званого парникового ефекту. У глобальному масштабі вплив інфрачервоних променів поширюється на радіаційний баланс Землі і зачіпає майже всю биосферную активність. Практично кожен об'єкт на поверхні нашої планети випускає електромагнітне випромінювання в основному в цій частині спектра.

Області ІК-діапазону

ІК-діапазон часто розділяється на більш вузькі ділянки спектра. Німецький інститут стандартів DIN визначив такі області довжин хвиль інфрачервоного проміння:

  • ближній (0,75-1,4 мкм), що часто використовується в волоконно-оптичного зв'язку;
  • короткохвильового (1,4-3 мкм), починаючи з якого значно зростає поглинання ІЧ-випромінювання водою;
  • средневолновой, також званий проміжним (3-8 мкм);
  • довгохвильовий (8-15 мкм);
  • дальній (15-1000 мкм).

Однак ця схема класифікації не використовується повсюдно. Наприклад, в деяких дослідженнях вказуються такі діапазони: ближній (0,75-5 мкм), середній (5-30 мкм) і довгий (30-1000 мкм). Довжини хвиль, що використовуються в телекомунікації, підрозділяються на окремі смуги через обмеження детекторів, підсилювачів і джерел.

Загальна система позначень виправдана реакціями людини на інфрачервоні промені. Ближня ІЧ-область найбільш близька до довжини хвилі, видимої людським оком. Середнє і далеке ІЧ-випромінювання поступово віддаляються від видимої частини спектра. Інші визначення слідують різним фізичним механізмам (таким як піки емісії та поглинання води), а найновіші засновані на чутливості використовуваних детекторів. Наприклад, звичайні кремнієві сенсори чутливі в області близько 1050 нм, а арсенід індій-галію - в діапазоні від 950 нм до 1700 і 2200 нм.

Чітка межа між інфрачервоним і видимим світлом не визначена. Око людини значно менш чутливий до червоного світла, що перевищує довжину хвилі 700 нм, проте інтенсивне світіння (лазера) можна бачити приблизно до 780 нм. Початок ІК-діапазону визначається в різних стандартах по-різному - десь між цими значеннями. Зазвичай це 750 нм. Тому видимі інфрачервоні промені можливі в діапазоні 750-780 нм.

Позначення в системах зв'язку

Оптична зв'язок в ближній ІЧ-області технічно підрозділяється на ряд смуг частот. Це пов'язано з різними поглинаючими і передають матеріалами (волокнами) і детекторами. До них відносяться:

  • О-діапазон 1,260-1,360 нм.
  • Е-діапазон 1,360-1,460 нм.
  • S-діапазон 1,460-1,530 нм.
  • C-діапазон 1,530-1,565 нм.
  • L-діапазон 1,565-1,625 нм.
  • U-діапазон 1,625-1,675 нм.

термографія

Термографія, або теплобачення - це тип інфрачервоного зображення об'єктів. Оскільки всі тіла випромінюють в ІК-діапазоні, а інтенсивність радіації збільшується з температурою, для її виявлення та отримання знімків можна використовувати спеціалізовані камери з ІК-датчиками. У разі дуже гарячих об'єктів в ближній інфрачервоній або видимої області, цей метод називається пірометрами.

Термографія не залежить від освітлення видимим світлом. Отже, можна «бачити» навколишнє середовище навіть в темряві. Зокрема, теплі предмети, в тому числі люди і теплокровні тварини, добре виділяються на більш холодному тлі. Інфрачервона фотографія ландшафту покращує відображення об'єктів в залежності від їх тепловіддачі: блакитне небо і вода здаються майже чорними, а зелене листя і шкіра яскраво проявляються.

Історично термографія широко використовувалася військовими і службами безпеки. Крім того, вона знаходить безліч інших застосувань. Наприклад, пожежники використовують її, щоб бачити крізь дим, знаходити людей і локалізувати гарячі точки під час пожежі. Термографія може виявити патологічний ріст тканин і дефекти в електронних системах і схемах через їх підвищеного виділення тепла. Електрики, що обслуговують лінії електропередач, можуть виявити перегріваються з'єднання і деталі, що сигналізує про порушення їх роботи, і усунути потенційну небезпеку. При порушенні теплоізоляції фахівці-будівельники можуть побачити витоку тепла і підвищити ефективність систем охолодження або обігріву. У деяких автомобілях високого класу тепловізори встановлюються для допомоги водієві. За допомогою термографических зображень можна контролювати деякі фізіологічні реакції у людей і теплокровних тварин.

Зовнішній вигляд і спосіб роботи сучасної термографической камери не відрізняються від таких у звичайної відеокамери. Можливість бачити в інфрачервоному спектрі є настільки корисною функцією, що можливість запису зображень часто є опціональною, і модуль записи не завжди доступний.

інші зображення

В ІК-фотографії ближній інфрачервоний діапазон захоплюється за допомогою спеціальних фільтрів. Цифрові фотоапарати, як правило, блокують ІК-випромінювання. Однак дешеві камери, у яких немає відповідних фільтрів, здатні «бачити» в ближньому ІЧ-діапазоні. При цьому зазвичай невидимий світ виглядає яскраво-білим. Особливо це помітно під час зйомки поблизу освітлених інфрачервоних об'єктів (наприклад, лампи), де виникають перешкоди роблять знімок бляклим.

Також варто згадати Т-променеву візуалізацію, яка представляє собою отримання зображення в далекому терагерцевому діапазоні. Відсутність яскравих джерел робить такі знімки технічно більш складними, ніж більшість інших методів ІЧ-візуалізації.

Світлодіоди і лазери

Штучні джерела інфрачервоного випромінювання включають, крім гарячих об'єктів, світлодіоди і лазери. Перші являють собою невеликі недорогі оптоелектронні пристрої, виготовлені з таких напівпровідникових матеріалів, як арсенід галію. Вони використовуються в якості Оптоізолятори і в якості джерел світла в деяких системах зв'язку на основі волоконної оптики. Потужні ІК-лазери з оптичним накачуванням працюють на основі двоокису і окису вуглецю. Вони використовуються для ініціації і зміни хімічних реакцій і розділення ізотопів. Крім того, вони застосовуються в лідарних системах визначення дистанції до об'єкта. Також джерела інфрачервоного випромінювання використовуються в далекомірах автоматичних самофокусірующіх камер, охоронної сигналізації та оптичних приладах нічного бачення.

ІК-приймачі

До приладів виявлення інфрачервоного випромінювання відносяться термочутливих пристрої, такі як термопарниє детектори, болометри (деякі з них охолоджуються до температур, близьких до абсолютного нуля, щоб знизити перешкоди від самого детектора), фотогальванічні елементи і фотопровідника. Останні виготовляються з напівпровідникових матеріалів (наприклад, кремнію і сульфіду свинцю), електрична провідність яких збільшується при впливі інфрачервоних променів.

обігрів

Інфрачервоне випромінювання використовується для нагріву - наприклад, для опалення саун і видалення льоду з крил літаків. Крім того, воно все частіше застосовується для плавлення асфальту під час укладання нових доріг або ремонту пошкоджених ділянок. ІЧ-випромінювання може використовуватися при приготуванні і підігріві їжі.

зв'язок

ІК-довжини хвиль застосовуються для передачі даних на невеликі відстані, наприклад, між комп'ютерною периферією і персональними цифровими помічниками. Ці пристрої зазвичай відповідають стандартам IrDA.

ІК-зв'язок зазвичай використовується всередині приміщень в районах з високою щільністю населення. Це найбільш поширений спосіб дистанційного керування пристроями. Властивості інфрачервоних променів не дозволяють їм проникати крізь стіни, і тому вони не взаємодіють з технікою в сусідніх приміщеннях. Крім того, ІЧ-лазери використовуються в якості джерел світла в оптоволоконних системах зв'язку.

спектроскопія

Інфрачервона радіаційна спектроскопія - це технологія, яка використовується для визначення структур і складів (головним чином) органічних сполук шляхом вивчення пропускання ІЧ-випромінювання через зразки. Вона заснована на властивостях речовин поглинати певні його частоти, які залежать від розтягування і вигину всередині молекул зразка.

Характеристики інфрачервоного поглинання і випромінювання молекул і матеріалів дають важливу інформацію про розмір, форму і хімічного зв'язку молекул, атомів і іонів в твердих тілах. Енергії обертання і вібрації квантуються у всіх системах. ІЧ-випромінювання енергії hν, що випускається або поглинається даної молекулою або речовиною, є мірою різниці деяких внутрішніх енергетичних станів. Вони, в свою чергу, визначаються атомною вагою і молекулярними зв'язками. З цієї причини інфрачервона спектроскопія є потужним інструментом визначення внутрішньої структури молекул і речовин або, коли така інформація вже відома і табульованих, їх кількості. ІК-методи спектроскопії часто використовуються для визначення складу і, отже, походження і віку археологічних зразків, а також для виявлення підробок творів мистецтва та інших предметів, які при огляді під видимим світлом нагадують оригінали.

Користь і шкода інфрачервоних променів

Довгохвильове ІК-випромінювання застосовується в медицині з метою:

  • нормалізації артеріального тиску шляхом стимуляції кровообігу;
  • очищення організму від солей важких металів і токсинів;
  • поліпшення кровообігу мозку та пам'яті;
  • нормалізації гормонального фону;
  • підтримки водно-сольового балансу;
  • обмеження поширення грибків і бактерій;
  • знеболювання;
  • зняття запалення;
  • зміцнення імунітету.

Разом з тим ІК-випромінювання може завдати шкоди при гострих гнійних захворюваннях, кровотечах, гострих запаленнях, хворобах крові, злоякісних пухлинах. Неконтрольоване тривалий вплив веде до почервоніння шкіри, опіків, дерматиту, теплового удару. Короткохвильові ІЧ-промені небезпечні для очей - можливий розвиток світлобоязні, катаракти, порушень зору. Тому для опалення повинні застосовуватися виключно джерела довгохвильового випромінювання.