Infraraudonoji spinduliuotė yra natūrali spinduliuotės forma. Kiekvienas žmogus su juo susiduria kasdien. Didžiulė Saulės energijos dalis į mūsų planetą patenka infraraudonųjų spindulių pavidalu. Tačiau šiuolaikiniame pasaulyje yra daug įrenginių, naudojančių infraraudonąją spinduliuotę. Jis gali įvairiai paveikti žmogaus organizmą. Tai labai priklauso nuo šių įrenginių naudojimo tipo ir tikslo.
Kas tai yra
Infraraudonoji spinduliuotė arba IR spinduliai yra elektromagnetinės spinduliuotės rūšis, kuri užima spektrinę sritį nuo raudonos matomos šviesos (kurios bangos ilgis yra 0,74 mikrono) iki trumpųjų bangų radijo spinduliuotės (kurios bangos ilgis yra 1). -2 mm). Tai gana didelė spektro sritis, todėl ji dar skirstoma į tris sritis:
- netoli (0,74–2,5 µm);
- vidutinis (2,5–50 mikronų);
- toli (50–2000 mikronų).
Atradimų istorija
1800 m. mokslininkas iš Anglijos W. Herschelis pastebėjo, kad nematomoje saulės spektro dalyje (už raudonos šviesos) termometro temperatūra pakyla. Vėliau buvo įrodytas infraraudonosios spinduliuotės pavaldumas optikos dėsniams ir padaryta išvada apie jos ryšį su matoma šviesa.
Dėka sovietų fiziko A. A. Glagolevos-Arkadjevos, kuri 1923 m. gavo radijo bangas, kurių λ=80 μm (IR diapazonas), buvo nustatytas nuolatinis perėjimas nuo matomos spinduliuotės prie IR spinduliuotės ir radijo bangų. eksperimentiškai įrodyta. Taigi buvo padaryta išvada apie jų bendrą elektromagnetinį pobūdį.
Beveik viskas gamtoje gali skleisti bangos ilgius, atitinkančius infraraudonųjų spindulių spektrą, o tai reiškia, kad tai yra infraraudonosios spinduliuotės š altinis. Žmogaus kūnas nėra išimtis. Visi žinome, kad viskas aplink susideda iš atomų ir jonų, net ir žmonės. Ir šios sužadintos dalelės gali skleisti IR linijos spektrus. Jie gali pereiti į sužadinimo būseną veikiami įvairių veiksnių, pavyzdžiui, elektros iškrovų arba kaitinant. Taigi dujinės viryklės liepsnos spinduliuotės spektre yra juosta, kurios λ=2,7 µm nuo vandens molekulių ir su λ=4,2 µm nuo anglies dioksido.
IR bangos kasdieniame gyvenime, moksle ir pramonėje
Naudodami tam tikrus prietaisus namuose ir darbe, retai klausiame savęs apie infraraudonųjų spindulių poveikį žmogaus organizmui. Tuo tarpu infraraudonųjų spindulių šildytuvai šiandien yra gana populiarūs. Esminis jų skirtumas nuo alyvos radiatorių ir konvektorių yra galimybė tiesiogiai šildyti ne patį orą, o visus patalpoje esančius objektus. Tai yra, baldai, grindys ir sienos pirmiausia yra šildomi, o tada jie atiduoda savo šilumą atmosferai. Tuo pačiu metu infraraudonoji spinduliuotė veikia ir organizmus – žmones ir jų augintinius.
IR spinduliai taip pat plačiai naudojami duomenų perdavimui ir nuotoliniam valdymui. Daugelyje mobiliųjų telefonų yra infraraudonųjų spindulių prievadai, skirti keistis failais. Ir visi oro kondicionierių, muzikos centrų, televizorių, kai kurių valdomų vaikiškų žaislų nuotolinio valdymo pultai taip pat naudoja elektromagnetinius spindulius infraraudonųjų spindulių diapazone.
Infraraudonųjų spindulių naudojimas kariuomenėje ir astronautikoje
Svarbiausi infraraudonieji spinduliai skirti aviacijos ir karinei pramonei. Infraraudonajai spinduliuotei (iki 1,3 mikrono) jautrių fotokatodų pagrindu sukuriami naktinio matymo prietaisai (įvairūs žiūronai, taikikliai ir kt.). Jie leidžia, tuo pačiu metu apšvitinant objektus infraraudonaisiais spinduliais, nukreipti arba stebėti absoliučioje tamsoje.
Sukurtų itin jautrių infraraudonųjų spindulių imtuvų dėka tapo įmanoma gaminti nukreipimo raketas. Jų galvoje esantys jutikliai reaguoja į taikinio IR spinduliuotę, kuri dažniausiai yra šiltesnė už aplinką, ir nukreipia raketą į taikinį. Remiantis tuo pačiu principuįkaitusių laivų, orlaivių, tankų dalių aptikimas naudojant šilumos krypties ieškiklius.
IR lokatoriai ir tolimačiai gali aptikti įvairius objektus visiškoje tamsoje ir išmatuoti atstumą iki jų. Specialūs įrenginiai – optiniai kvantiniai generatoriai, skleidžiantys infraraudonųjų spindulių srityje, naudojami kosminiam ir tolimojo nuotolio antžeminiam ryšiui.
Infraraudonoji spinduliuotė moksle
Vienas iš labiausiai paplitusių yra emisijos ir sugerties spektrų tyrimas IR srityje. Jis naudojamas tiriant atomų elektronų apvalkalų ypatybes, nustatant įvairių molekulių struktūras, be to, atliekant kokybinę ir kiekybinę įvairių medžiagų mišinių analizę.
Dėl matomų ir IR spindulių kūnų sklaidos, perdavimo ir atspindžio koeficientų skirtumų nuotraukos, darytos skirtingomis sąlygomis, šiek tiek skiriasi. Infraraudonųjų spindulių vaizdai dažnai rodo daugiau detalių. Tokie vaizdai plačiai naudojami astronomijoje.
Infraraudonųjų spindulių poveikio kūnui tyrimas
Pirmieji moksliniai duomenys apie infraraudonosios spinduliuotės poveikį žmogaus organizmui datuojami septintajame dešimtmetyje. Tyrimo autorius – japonų gydytojas Tadashi Ishikawa. Eksperimentų metu jam pavyko nustatyti, kad infraraudonieji spinduliai linkę giliai prasiskverbti į žmogaus kūną. Tuo pačiu metu vyksta termoreguliacijos procesai, panašūs į reakciją į buvimą pirtyje. Tačiau prakaitavimas prasideda esant žemesnei aplinkos temperatūrai (taiyra apie 50 °C), o vidaus organai įkaista daug giliau.
Šio šildymo metu suaktyvėja kraujotaka, plečiasi kvėpavimo sistemos, poodinio audinio ir odos kraujagyslės. Tačiau ilgalaikis infraraudonųjų spindulių poveikis žmogui gali sukelti šilumos smūgį, o stipri infraraudonoji spinduliuotė gali sukelti įvairaus laipsnio nudegimus.
IR apsauga
Yra nedidelis sąrašas veiklos, kuria siekiama sumažinti žmogaus kūno infraraudonosios spinduliuotės poveikio riziką:
- Spinduliavimo intensyvumo mažinimas. Tai pasiekiama parenkant tinkamą technologinę įrangą, laiku pakeičiant pasenusią įrangą, taip pat racionaliai išdėstant ją.
- Darbuotojų pašalinimas iš radiacijos š altinio. Jei gamybos linija leidžia, pirmenybė turėtų būti teikiama nuotoliniam gamybos linijos valdymui.
- Apsauginių ekranų įrengimas š altinyje arba darbo vietoje. Tokias tvoras galima įrengti dviem būdais, siekiant sumažinti infraraudonųjų spindulių poveikį žmogaus organizmui. Pirmuoju atveju jos turi atspindėti elektromagnetines bangas, o antruoju – jas uždelsti ir spinduliavimo energiją paversti šilumine energija, o po to ją pašalinti. Atsižvelgiant į tai, kad apsauginiai ekranai neturėtų atimti iš specialistų galimybės stebėti gamyboje vykstančius procesus, jie gali būti skaidrūs arba permatomi. Tam silikatas arbakvarcinis stiklas, taip pat metaliniai tinkleliai ir grandinės.
- Šiluminė izoliacija arba karštų paviršių vėsinimas. Pagrindinis šilumos izoliacijos tikslas – sumažinti darbuotojų nudegimų riziką.
- Asmeninės apsaugos priemonės (įvairūs kombinezonai, akiniai su įmontuotais šviesos filtrais, skydai).
- Prevencinės priemonės. Jei atliekant aukščiau nurodytus veiksmus infraraudonųjų spindulių poveikio organizmui lygis išlieka pakankamai aukštas, tuomet reikia pasirinkti tinkamą darbo ir poilsio režimą.
Nauda žmogaus organizmui
Žmogaus organizmą veikianti infraraudonoji spinduliuotė pagerina kraujotaką dėl kraujagyslių išsiplėtimo, organų ir audinių prisotinimo deguonimi. Be to, kūno temperatūros padidėjimas turi analgetinį poveikį dėl spindulių poveikio odos nervų galūnėms.
Pastebėta, kad operacija, atliekama infraraudonųjų spindulių poveikiu, turi daug privalumų:
- skausmas po operacijos yra šiek tiek lengviau pakeliamas;
- greitesnis ląstelių atsinaujinimas;
- Infraraudonosios spinduliuotės poveikis žmogui leidžia išvengti vidaus organų atšalimo operuojant atviras ertmes, todėl sumažėja šoko rizika.
Pacientams, patyrusiems nudegimus, infraraudonoji spinduliuotė suteikia galimybę pašalinti nekrozę, taip pat atlikti autoplastiką ankstesnėje stadijoje. Be to, sutrumpėja karščiavimo trukmė, mažiau pasireiškia anemija ir hipoproteinemija, sumažėja komplikacijų dažnis.
Įrodyta, kad infraraudonoji spinduliuotė gali susilpninti kai kurių pesticidų poveikį padidindama nespecifinį imunitetą. Daugelis iš mūsų žino apie slogos ir kai kurių kitų peršalimo apraiškų gydymą mėlynomis IR lempomis.
Žala žmonėms
Verta pažymėti, kad infraraudonosios spinduliuotės žala žmogaus organizmui taip pat gali būti labai didelė. Ryškiausi ir dažniausiai pasitaikantys atvejai yra odos nudegimai ir dermatitas. Jie gali atsirasti per ilgai veikiant silpnoms infraraudonųjų spindulių spektro bangoms arba intensyviai švitinant. Kalbant apie medicinines procedūras, tai retai, bet vis tiek, netinkamai gydant, atsiranda šilumos smūgių, astenijos ir skausmo paūmėjimo.
Viena iš šiuolaikinių problemų yra akių nudegimai. Pavojingiausi jiems yra IR spinduliai, kurių bangos ilgis yra 0,76–1,5 mikrono diapazone. Jų įtakoje įkaista lęšiukas ir vandeninis humoras, todėl gali atsirasti įvairių sutrikimų. Vienas iš dažniausiai pasitaikančių šalutinių poveikių yra fotofobija. Tai turėtų atsiminti vaikai, žaidžiantys su lazerinėmis rodyklėmis ir suvirintojai, kurie nepaiso asmeninių apsaugos priemonių.
IR spinduliai medicinoje
Gydymas infraraudonaisiais spinduliais yra vietinis ir bendras. Pirmuoju atveju tam tikroje kūno dalyje atliekamas vietinis veiksmas, o antruoju - visas kūnas yra veikiamas spindulių. Gydymo kursas priklauso nuo ligos ir gali trukti nuo 5 iki 20 seansų po 15-30 minučių. Atliekant procedūras būtina sąlygaapsauginių priemonių naudojimas. Akių sveikatai palaikyti naudojami specialūs kartoniniai įklotai arba akiniai.
Po pirmos procedūros odos paviršiuje atsiranda paraudimas su neaiškiomis ribomis, praeinantis maždaug po valandos.
IR spindulių skleidėjų veikimas
Kadangi yra daug medicinos prietaisų, žmonės juos perka asmeniniam naudojimui. Tačiau reikia atsiminti, kad tokie įrenginiai turi atitikti specialius reikalavimus ir būti naudojami laikantis saugos taisyklių. Tačiau svarbiausia – svarbu suprasti, kad infraraudonųjų spindulių spinduliuotės, kaip ir bet kuris medicinos prietaisas, negali būti naudojamos daugeliui ligų gydyti.
| Bangos ilgis, µm | Naudingas veiksmas |
| 9,5 | Imunokorekcinis poveikis imunodeficito būsenoms, kurias sukelia badas, apsinuodijimas anglies tetrachloridu, imunosupresantų vartojimas. Tai veda prie normalių ląstelių imuniteto ryšio rodiklių atstatymo. |
| 16,25 mikronų | Antioksidacinis veikimas. Tai atliekama dėl laisvųjų radikalų susidarymo iš superoksidų ir hidroperoksidų bei jų rekombinacijos. |
| 8, 2 ir 6,4 µm | Antibakterinis veikimas ir žarnyno mikrofloros normalizavimas dėl įtakos prostaglandinų hormonų sintezei, sukeliantis imunomoduliacinį poveikį. |
| 22,5 | Daugelio vertimo rezultatainetirpius junginius, tokius kaip kraujo krešuliai ir aterosklerozinės plokštelės, paversti tirpiais, todėl jie gali būti pašalinti iš organizmo. |
Todėl terapijos kursą turėtų pasirinkti kvalifikuotas specialistas, patyręs gydytojas. Priklausomai nuo skleidžiamų infraraudonųjų spindulių bangų ilgio, įrenginiai gali būti naudojami įvairiems tikslams.
