الأشعة تحت الحمراء – ورشة عمل حول الإشعاع الدافئ غير المرئي. الخصائص المفيدة والضارة للأشعة تحت الحمراء على الإنسان تطبيق الأشعة تحت الحمراء لفترة وجيزة

مصادر الأشعة تحت الحمراء

المصدر القوي للأشعة تحت الحمراء هي الشمس، حيث يقع حوالي 50٪ منها في منطقة الأشعة تحت الحمراء. تأتي نسبة كبيرة (من 70 إلى 80٪) من الطاقة الإشعاعية للمصابيح المتوهجة ذات خيوط التنغستن من الأشعة تحت الحمراء.

عند التصوير في الظلام وفي بعض أجهزة المراقبة الليلية، تكون مصابيح الإضاءة الخلفية مزودة بمرشح للأشعة تحت الحمراء ينقل الأشعة تحت الحمراء فقط. المصدر القوي للأشعة تحت الحمراء هو قوس كهربائي كربوني بدرجة حرارة ~ 3900 كلفن، وإشعاعه قريب من إشعاع الجسم الأسود، بالإضافة إلى مصابيح تفريغ الغاز المختلفة (الحرق النبضي والمستمر). للتدفئة الإشعاعية للغرف، يتم استخدام اللوالب المصنوعة من سلك نيتشروم، والتي يتم تسخينها إلى درجة حرارة ~ 950 كلفن. للحصول على تركيز أفضل للأشعة تحت الحمراء، تم تجهيز هذه السخانات بعاكسات. في البحث العلمي، على سبيل المثال، عند الحصول على أطياف امتصاص الأشعة تحت الحمراء في مناطق مختلفة من الطيف، يتم استخدام مصادر خاصة للأشعة تحت الحمراء: مصابيح شريط التنغستن، دبوس نيرنست، غلوبار، مصابيح الزئبق عالي الضغط، إلخ.

يقع إشعاع بعض مولدات الكم الضوئية - الليزر أيضًا في منطقة الأشعة تحت الحمراء من الطيف؛ على سبيل المثال، يبلغ الطول الموجي للإشعاع الصادر عن ليزر زجاج النيوديميوم 1.06 ميكرومتر، وليزر على خليط من النيون والهيليوم - 1.15 ميكرومتر و3.39 ميكرومتر، وليزر ثاني أكسيد الكربون - 10.6 ميكرومتر، وليزر أشباه الموصلات على InSb - 5 ميكرومتر و إلخ. تعتمد مستقبلات الأشعة تحت الحمراء على تحويل طاقة الأشعة تحت الحمراء إلى أنواع أخرى من الطاقة يمكن قياسها بالطرق التقليدية.

هناك مستقبلات حرارية وكهروضوئية للأشعة تحت الحمراء، في الأول، يؤدي امتصاص الأشعة تحت الحمراء إلى زيادة درجة حرارة العنصر الحساس للحرارة في المستقبل، والذي يتم تسجيله. في المستقبلات الكهروضوئية، يؤدي امتصاص الأشعة تحت الحمراء إلى ظهور أو تغير التيار الكهربائي أو الجهد. المستقبلات الكهروضوئية، على عكس المستقبلات الحرارية، هي مستقبلات انتقائية، أي حساسة فقط في منطقة معينة من الطيف. الأفلام والألواح الفوتوغرافية الخاصة - الصفائح تحت الحمراء - حساسة أيضًا للأشعة تحت الحمراء (حتى l = 1.2 ميكرون)، وبالتالي يمكن التقاط الصور الفوتوغرافية في الأشعة تحت الحمراء.

تطبيقات الأشعة تحت الحمراء

الأشعة تحت الحمراء يستخدم على نطاق واسع في البحث العلمي، في حل عدد كبير من المشاكل العملية، في الشؤون العسكرية، وما إلى ذلك. تستخدم دراسة أطياف الانبعاث والامتصاص في منطقة الأشعة تحت الحمراء في دراسة بنية الغلاف الإلكتروني للذرات، لتحديد البنية للجزيئات، وكذلك للتحليل النوعي والكمي لمخاليط المواد ذات التركيب الجزيئي المعقد، مثل وقود المحركات. نظرًا للاختلاف في معاملات التشتت والانعكاس والانتقال للأجسام في الأشعة المرئية والأشعة تحت الحمراء، فإن التصوير الفوتوغرافي الذي يتم الحصول عليه بالأشعة تحت الحمراء له عدد من الميزات مقارنة بالتصوير الفوتوغرافي التقليدي. على سبيل المثال، غالبًا ما تكشف صور الأشعة تحت الحمراء تفاصيل غير مرئية في الصورة العادية.

في الصناعة، يتم استخدام الأشعة تحت الحمراء لتجفيف وتسخين المواد والمنتجات عند تشعيعها، وكذلك للكشف عن العيوب الخفية في المنتجات.

استنادًا إلى الكاثودات الضوئية الحساسة للأشعة تحت الحمراء (لـ l< 1,3 мкм), созданы специальные приборы - электроннооптические преобразователи, в которых не видимое глазом инфракрасное изображение объекта на фотокатоде преобразуется в видимое. На этом принципе построены различные приборы ночного видения (бинокли, прицелы и др.), позволяющие при облучении наблюдаемых объектов инфракрасным излучением от специальных источников вести наблюдение или прицеливание в полной темноте. Создание высокочувствительных приёмников Инфракрасного излучения позволило построить специальные приборы - теплопеленгаторы для обнаружения и пеленгации объектов, температура которых выше температуры окружающего фона (нагретые трубы кораблей, двигатели самолётов, выхлопные трубы танков и др.), по их собственному тепловому Инфракрасному излучению. На принципе использования теплового излучения цели созданы также системы самонаведения на цель снарядов и ракет. Специальная оптическая система и приёмник инфракрасного излучения, расположенные в головной части ракеты, принимают инфракрасное излучение от цели, температура которой выше температуры окружающей среды (например, собственное инфракрасное излучение самолётов, кораблей, заводов, тепловых электростанций), а автоматическое следящее устройство, связанное с рулями, направляет ракету точно в цель. Инфракрасные локаторы и дальномеры позволяют обнаруживать в темноте любые объекты и измерять расстояния до них.

تُستخدم أيضًا المولدات الكمومية الضوئية المنبعثة في منطقة الأشعة تحت الحمراء في الاتصالات الأرضية والفضائية.

الأشعة تحت الحمراء (IR) هي موجات كهرومغناطيسية. العين البشرية غير قادرة على إدراك هذا الإشعاع، لكن الإنسان يرى ذلك كطاقة حرارية ويشعر بها في جميع أنحاء الجلد. نحن محاطون باستمرار بمصادر الأشعة تحت الحمراء، والتي تختلف في شدتها وطول موجتها.

هل يجب الحذر من الأشعة تحت الحمراء، هل تضر أو ​​تنفع للإنسان، وما تأثيرها؟

ما هي الأشعة تحت الحمراء ومصادرها؟

كما هو معروف، فإن طيف الإشعاع الشمسي، الذي تنظر إليه العين البشرية على أنه لون مرئي، يقع بين الموجات البنفسجية (الأقصر - 0.38 ميكرون) والأحمر (الأطول - 0.76 ميكرون). بالإضافة إلى هذه الموجات، هناك موجات كهرومغناطيسية لا يمكن للعين البشرية الوصول إليها - الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء. "فائقة" تعني أنها أقل من أو بمعنى آخر أقل من الإشعاع البنفسجي. "الأشعة تحت الحمراء"، على التوالي، هي إشعاع أحمر أعلى أو أكثر.

أي أن الأشعة تحت الحمراء عبارة عن موجات كهرومغناطيسية تقع خارج نطاق اللون الأحمر، ويكون طولها أطول من طول الإشعاع الأحمر المرئي. اكتشف عالم الفلك الألماني ويليام هيرشل، أثناء دراسته للإشعاع الكهرومغناطيسي، موجات غير مرئية تتسبب في ارتفاع درجة حرارة مقياس الحرارة، وأطلق عليها اسم الإشعاع الحراري تحت الأحمر.

أقوى مصدر طبيعي للإشعاع الحراري هو الشمس. من بين جميع الأشعة المنبعثة من النجم، 58٪ منها هي الأشعة تحت الحمراء. المصادر الصناعية هي جميع أجهزة التدفئة الكهربائية التي تحول الكهرباء إلى حرارة، وكذلك أي أشياء تكون درجة حرارتها أعلى من الصفر المطلق – 273 درجة مئوية.

خصائص الأشعة تحت الحمراء

الأشعة تحت الحمراء لها نفس طبيعة وخصائص الضوء العادي، فقط طول موجي أطول. تنعكس موجات الضوء المرئية للعين، التي تصل إلى الأشياء، وتنكسر بطريقة معينة، ويرى الإنسان انعكاس الجسم بمجموعة واسعة من الألوان. ويتم امتصاص الأشعة تحت الحمراء عند وصولها إلى جسم ما، مما يؤدي إلى إطلاق الطاقة وتسخين الجسم. نحن لا نرى الأشعة تحت الحمراء، ولكننا نشعر بها على شكل حرارة.

بمعنى آخر، إذا لم تبعث الشمس طيفًا واسعًا من الأشعة تحت الحمراء طويلة الموجة، فلن يرى الشخص سوى ضوء الشمس، لكنه لن يشعر بحرارته.

من الصعب تخيل الحياة على الأرض بدون حرارة الشمس.

ويمتص الغلاف الجوي بعضاً منه، وتنقسم الموجات الواصلة إلينا إلى:

قصير - يقع الطول في حدود 0.74 ميكرون - 2.5 ميكرون، وتنبعث من الأجسام التي يتم تسخينها إلى درجة حرارة تزيد عن 800 درجة مئوية؛

متوسط ​​- من 2.5 ميكرون إلى 50 ميكرون، درجة حرارة التسخين من 300 إلى 600 درجة مئوية؛

طويل - أوسع نطاق من 50 ميكرون إلى 2000 ميكرون (2 مم)، حتى 300 درجة مئوية.

تتحدد خصائص الأشعة تحت الحمراء وفوائدها وأضرارها على جسم الإنسان من خلال مصدر الإشعاع - فكلما ارتفعت درجة حرارة الباعث، زادت شدة الموجات وتعمقت قدرتها على الاختراق، ودرجة تأثيرها على أي كائن حي. الكائنات الحية. كشفت الدراسات التي أجريت على المواد الخلوية للنباتات والحيوانات عن عدد من الخصائص المفيدة للأشعة تحت الحمراء، والتي وجدت تطبيقًا واسعًا في الطب.

فوائد الأشعة تحت الحمراء للإنسان وتطبيقها في الطب

أثبتت الأبحاث الطبية أن الأشعة تحت الحمراء طويلة المدى ليست آمنة للبشر فحسب، ولكنها مفيدة جدًا أيضًا. تعمل على تنشيط تدفق الدم وتحسين عمليات التمثيل الغذائي وقمع تطور البكتيريا وتعزيز الشفاء السريع للجروح بعد التدخلات الجراحية. إنها تعزز تطوير المناعة ضد المواد الكيميائية السامة وأشعة غاما، وتحفز التخلص من السموم والنفايات من خلال العرق والبول وخفض نسبة الكوليسترول.

فعالة بشكل خاص هي الأشعة التي يبلغ طولها 9.6 ميكرون، والتي تعزز تجديد (ترميم) وشفاء أعضاء وأنظمة الجسم البشري.

منذ زمن سحيق، استخدم الطب الشعبي العلاج بالطين الساخن أو الرمل أو الملح - وهذه أمثلة حية على التأثيرات المفيدة للأشعة تحت الحمراء الحرارية على البشر.

لقد تعلم الطب الحديث استخدام الخصائص المفيدة لعلاج عدد من الأمراض:

باستخدام الأشعة تحت الحمراء، يمكنك علاج كسور العظام، والتغيرات المرضية في المفاصل، وتخفيف آلام العضلات؛

للأشعة تحت الحمراء تأثير إيجابي في علاج المرضى المشلولين؛

التئام الجروح بسرعة (بعد العملية الجراحية وغيرها)، وتخفيف الألم.

من خلال تحفيز الدورة الدموية، فإنها تساعد على تطبيع ضغط الدم.

يحسن الدورة الدموية في الدماغ والذاكرة.

إزالة الأملاح المعدنية الثقيلة من الجسم؛

لديهم تأثير مضاد للميكروبات ومضاد للالتهابات ومضاد للفطريات.

تقوية جهاز المناعة.

الربو القصبي، والالتهاب الرئوي، وداء العظم الغضروفي، والتهاب المفاصل، وتحصي البول، والتقرحات، والقرحة، والتهاب الجذر، وقضمة الصقيع، وأمراض الجهاز الهضمي - هذه ليست قائمة كاملة من الأمراض التي يتم علاجها باستخدام الآثار الإيجابية للأشعة تحت الحمراء.

تعمل تدفئة المباني السكنية باستخدام أجهزة الأشعة تحت الحمراء على تعزيز تأين الهواء ومحاربة الحساسية وتدمير البكتيريا والفطريات العفنية وتحسين حالة الجلد عن طريق تنشيط الدورة الدموية. عند شراء سخان لا بد من اختيار الأجهزة ذات الموجة الطويلة.

تطبيقات أخرى

لقد وجدت خاصية الأجسام التي تنبعث منها موجات حرارية تطبيقًا في مختلف مجالات النشاط البشري. على سبيل المثال، بمساعدة الكاميرات الحرارية الخاصة القادرة على التقاط الإشعاع الحراري، يمكنك رؤية أي كائنات والتعرف عليها في الظلام المطلق. تُستخدم الكاميرات الحرارية على نطاق واسع في التطبيقات العسكرية والصناعية للكشف عن الأشياء غير المرئية.

في الأرصاد الجوية وعلم التنجيم، تُستخدم الأشعة تحت الحمراء لتحديد المسافات إلى الأشياء والسحب ودرجة حرارة سطح الماء وما إلى ذلك. تتيح التلسكوبات التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء دراسة الأجسام الفضائية التي لا يمكن رؤيتها من خلال الأجهزة التقليدية.

العلم لا يقف ساكناً وعدد أجهزة الأشعة تحت الحمراء ومجالات تطبيقها يتزايد باستمرار.

ضرر

يصدر الإنسان، مثل أي جسم، موجات تحت حمراء متوسطة وطويلة، يتراوح طولها من 2.5 ميكرون إلى 20-25 ميكرون، وبالتالي فإن الموجات بهذا الطول آمنة تمامًا للإنسان. الموجات القصيرة قادرة على اختراق الأنسجة البشرية بعمق، مما يسبب تسخين الأعضاء الداخلية.

الأشعة تحت الحمراء ذات الموجة القصيرة ليست ضارة فحسب، بل إنها خطيرة جدًا أيضًا على البشر، وخاصة على الأعضاء البصرية.

وتحدث ضربة الشمس الناجمة عن الموجات القصيرة عندما ترتفع حرارة الدماغ بمقدار درجة مئوية واحدة فقط. أعراضه هي:

دوخة شديدة

غثيان؛

زيادة معدل ضربات القلب؛

فقدان الوعي.

إن علماء المعادن وعمال الصلب، الذين يتعرضون باستمرار للتأثيرات الحرارية للأشعة تحت الحمراء القصيرة، هم أكثر عرضة من غيرهم للمعاناة من أمراض القلب والأوعية الدموية، ولديهم جهاز مناعة ضعيف، وغالبًا ما يتعرضون لنزلات البرد.

لتجنب الآثار الضارة للأشعة تحت الحمراء، من الضروري اتخاذ تدابير وقائية والحد من الوقت الذي يقضيه تحت الأشعة الخطرة. لكن فوائد الإشعاع الشمسي الحراري للحياة على كوكبنا لا يمكن إنكارها!

وفي عام 1800، أعلن العالم ويليام هيرشل اكتشافه في اجتماع للجمعية الملكية في لندن. قام بقياس درجات الحرارة خارج الطيف واكتشف أشعة غير مرئية ذات قوة تسخين كبيرة. أجرى التجربة باستخدام مرشحات التلسكوب. ولاحظ أنها تمتص الضوء والحرارة من أشعة الشمس بدرجات متفاوتة.

وبعد 30 عامًا، تم إثبات وجود أشعة غير مرئية تقع خلف الجزء الأحمر من الطيف الشمسي المرئي بشكل لا يقبل الجدل. وقد أطلق الفرنسي بيكريل على هذا الإشعاع اسم الأشعة تحت الحمراء.

خصائص الأشعة تحت الحمراء

يتكون طيف الأشعة تحت الحمراء من خطوط ونطاقات فردية. ولكنها يمكن أن تكون مستمرة أيضًا. كل هذا يتوقف على مصدر الأشعة تحت الحمراء. بمعنى آخر، ما يهم هو الطاقة الحركية أو درجة حرارة الذرة أو الجزيء. أي عنصر في الجدول الدوري له خصائص مختلفة عند درجات حرارة مختلفة.

على سبيل المثال، فإن أطياف الأشعة تحت الحمراء للذرات المثارة، بسبب الحالة النسبية لبقية حزمة النواة، سيكون لها أطياف الأشعة تحت الحمراء ذات خط صارم. والجزيئات المثارة مخططة وموجودة بشكل عشوائي. كل شيء لا يعتمد فقط على آلية تراكب الأطياف الخطية لكل ذرة. ولكن أيضًا من تفاعل هذه الذرات مع بعضها البعض.

مع ارتفاع درجة الحرارة، تتغير الخصائص الطيفية للجسم. وبالتالي، فإن المواد الصلبة والسوائل الساخنة تنبعث منها طيف الأشعة تحت الحمراء المستمر. عند درجات حرارة أقل من 300 درجة مئوية، يكون إشعاع المادة الصلبة المسخنة بالكامل في منطقة الأشعة تحت الحمراء. تعتمد دراسة موجات الأشعة تحت الحمراء وتطبيق أهم خصائصها على نطاق درجة الحرارة.

الخصائص الرئيسية للأشعة تحت الحمراء هي الامتصاص وزيادة تسخين الأجسام. يختلف مبدأ نقل الحرارة بواسطة سخانات الأشعة تحت الحمراء عن مبادئ الحمل الحراري أو التوصيل. أثناء وجوده في تدفق الغازات الساخنة، يفقد الجسم قدرًا ما من الحرارة طالما أن درجة حرارته أقل من درجة حرارة الغاز الساخن.

والعكس صحيح: إذا قامت بواعث الأشعة تحت الحمراء بإشعاع جسم ما، فهذا لا يعني أن سطحه يمتص هذا الإشعاع. ويمكنه أيضًا أن يعكس الأشعة أو يمتصها أو ينقلها دون خسارة. دائمًا تقريبًا، يمتص الجسم المشعع جزءًا من هذا الإشعاع، ويعكس جزءًا وينقل جزءًا منه.

لا تنبعث جميع الأجسام المضيئة أو الأجسام الساخنة من موجات الأشعة تحت الحمراء. على سبيل المثال، مصابيح الفلورسنت أو لهب موقد الغاز لا تحتوي على مثل هذا الإشعاع. يعتمد مبدأ تشغيل مصابيح الفلورسنت على التوهج (التألق الضوئي). طيفها هو الأقرب إلى طيف ضوء النهار، الضوء الأبيض. ولذلك، لا يوجد تقريبا أي إشعاع الأشعة تحت الحمراء فيه. وأعلى شدة للإشعاع الصادر عن لهب موقد الغاز تحدث عند الطول الموجي الأزرق. الأشعة تحت الحمراء للأجسام الساخنة المذكورة ضعيفة للغاية.

هناك أيضًا مواد شفافة للضوء المرئي، ولكنها غير قادرة على نقل الأشعة تحت الحمراء. على سبيل المثال، لن تنقل طبقة من الماء يبلغ سمكها عدة سنتيمترات الأشعة تحت الحمراء بطول موجي أكبر من 1 ميكرون. وفي هذه الحالة يستطيع الإنسان تمييز الأشياء الموجودة في الأسفل بالعين المجردة.

نظرية الأشعة تحت الحمراء

كل مجموعة متنوعة منالتعاليم الصادرة من الشمس لها طبيعة واحدة -هذه هي الموجات الكهرومغناطيسية. ويعود التنوع في خصائصها إلى الاختلافات في الطول الموجي. يبدأ الجزء المرئي من طيف الإشعاع الشمسي بأقصر الموجات - الموجات البنفسجية (0.38 ميكرون) وينتهي بأطول الموجات (0.76 ميكرون) والتي تراها العين البشرية باللون الأحمر.

اكتشف العالم الألماني ويليام هيرشل عام 1800 بعض الأشعة غير المرئية خارج الجزء الأحمر من الطيف، مما تسبب في زيادة كبيرة في درجة حرارة مقياس الحرارة الذي استخدمه في الأبحاث. وكان هذا الإشعاع يسمى الأشعة تحت الحمراء.

ما هو تأثير الأشعة تحت الحمراء على جسم الإنسان؟ هيا نكتشف.

ما هو الأشعة تحت الحمراء

الإشعاع المجاور للجزء الأحمر من الطيف المرئي، الذي لا تراه أجهزة الرؤية لدينا، ولكن لديه القدرة على تسخين الأسطح المضيئة، يسمى الأشعة تحت الحمراء. البادئة "infra" تعني "المزيد". في حالتنا، هذه هي الأشعة الكهرومغناطيسية ذات الطول الموجي أكبر من الضوء الأحمر المرئي.

ما هو مصدر الأشعة تحت الحمراء

مصدرها الطبيعي هو الشمس . نطاق الأشعة تحت الحمراء واسع جدًا. هذه موجات يبلغ طولها من 7 إلى 14 ميكرومتر (ميكرومتر). يحدث الامتصاص الجزئي وانتثار الأشعة تحت الحمراء في الغلاف الجوي للأرض.

ويتجلى حجم الأشعة تحت الحمراء الشمسية في حقيقة أنها تمثل 58٪ من الطيف الكامل للموجات الكهرومغناطيسية المنبعثة من نجمنا.

ينقسم هذا النطاق الواسع إلى حد ما من الأشعة تحت الحمراء إلى ثلاثة أجزاء:

الموجات الطويلة المنبعثة من سخان بدرجة حرارة تتراوح من 35 إلى 300 درجة مئوية؛

متوسطة - من 300 إلى 700 درجة مئوية؛

قصير - أكثر من 700 درجة مئوية.

تنبعث جميعها من الذرات المثارة (أي ذات الطاقة الزائدة)، وكذلك أيونات المادة. تعتبر جميع الأجسام مصدرًا للأشعة تحت الحمراء إذا كانت درجة حرارتها أعلى من الصفر المطلق (ناقص 273 درجة مئوية).

لذلك، اعتمادًا على درجة حرارة الباعث، تتشكل أشعة تحت الحمراء ذات أطوال موجية مختلفة وكثافات وقدرات اختراق. وهذا يحدد كيفية تأثير الأشعة تحت الحمراء على الكائن الحي.

فوائد ومضار الأشعة تحت الحمراء على صحة الإنسان

يمكنك الإجابة على السؤال - هل الأشعة تحت الحمراء ضارة بالبشر، مسلحة ببعض المعلومات.

تؤثر الأشعة تحت الحمراء طويلة الموجة التي تضرب الجلد على المستقبلات العصبية، مما يسبب الشعور بالدفء. ولذلك، فإن الأشعة تحت الحمراء تسمى أيضًا الإشعاع الحراري.

يتم امتصاص أكثر من 90% من هذا الإشعاع عن طريق الرطوبة الموجودة في الطبقات العليا من الجلد. فهو يسبب فقط زيادة في درجة حرارة الجلد. أظهرت الأبحاث الطبية أن الإشعاع طويل الموجة ليس آمنًا للبشر فحسب، بل يحسن أيضًا المناعة ويطلق آلية تجديد وشفاء العديد من الأعضاء والأنظمة. تعتبر الأشعة تحت الحمراء ذات الطول الموجي 9.6 ميكرون فعالة بشكل خاص في هذا الصدد.تحدد هذه الظروف استخدام الأشعة تحت الحمراء في الطب.

آلية عمل الأشعة تحت الحمراء مختلفة تمامًا على جسم الإنسان، والتي تنتمي إلى الجزء القصير الموجة من الطيف. فهي قادرة على اختراق عمق عدة سنتيمترات، مما تسبب في تسخين الأعضاء الداخلية.

في موقع التشعيع، بسبب توسع الشعيرات الدموية، قد يظهر احمرار في الجلد، بما في ذلك تكوين بثور. تشكل الأشعة تحت الحمراء القصيرة خطورة خاصة على أجهزة الرؤية. يمكن أن تثير تكوين إعتام عدسة العين، واضطرابات في توازن الماء والملح، وظهور النوبات.

سبب تأثير الصدمة الحرارية المعروفة هو الأشعة تحت الحمراء ذات الموجة القصيرة.تؤدي زيادة درجة حرارة الدماغ بمقدار درجة واحدة مئوية بالفعل إلى ظهور أعراضه:

دوخة؛

غثيان؛

زيادة معدل ضربات القلب؛

سواد العيون.

ارتفاع درجة الحرارة بمقدار درجتين مئويتين يمكن أن يؤدي إلى تطور التهاب السحايا.

الآن دعونا نفهم مفهوم شدة الإشعاع الكهرومغناطيسي. يعتمد هذا العامل على المسافة إلى مصدر الحرارة ودرجة حرارته. يلعب الإشعاع الحراري طويل الموجة منخفض الكثافة دورًا مهمًا في تطور الحياة على هذا الكوكب. يحتاج جسم الإنسان إلى تجديد مستمر لهذه الأطوال الموجية.

وبالتالي، يتم تحديد ضرر وفوائد الأشعة تحت الحمراء من خلال الطول الموجي ووقت التعرض.

كيفية تجنب الآثار الضارة للأشعة تحت الحمراء

السخانات هي مصادر الأشعة تحت الحمراء.

منذ أن قررنا أن الأشعة تحت الحمراء ذات الموجة القصيرة لها تأثير سلبي على جسم الإنسان، دعونا نكتشف أين قد يكمن هذا الخطر بالنسبة لنا. أولًا، هذه أجسام لها درجة حرارة، تتجاوز 100 درجة مئوية. وقد تشمل هذه ما يلي. المصادر الصناعية للطاقة الإشعاعية (صهر الفولاذ، أفران القوس الكهربائي، وما إلى ذلك) يتم تقليل مخاطر التعرض لها من خلال الملابس الواقية الخاصة، والدروع الحرارية، واستخدام أحدث التقنيات، فضلاً عن التدابير العلاجية والوقائية للعاملين في مجال التشغيل.

سخانات. الأكثر موثوقية وثباتًا هو الموقد الروسي. الدفء الذي تنبعث منه ليس لطيفًا للغاية فحسب، بل إنه علاجي أيضًا. لسوء الحظ، هذه التفاصيل من الحياة اليومية قد غرقت بالكامل تقريبا في غياهب النسيان. تم استبداله بجميع السخانات الكهربائية الممكنة، وألواح المياه بالأشعة تحت الحمراء، وما إلى ذلك.. أولئك الذين يكون سطحهم المولد للحرارة محميًا بمادة عازلة للحرارة أو الذين تقل درجة حرارة سطحهم الإشعاعي عن 100درجة مئوية ، تنبعث منها إشعاعات ناعمة طويلة الموجة. له تأثير مفيد على الجسم. سخانات ذات سطح إشعاع أعلى 100 درجة مئوية تنبعث منها إشعاعات قوية قصيرة الموجة، مما قد يؤدي إلى العواقب السلبية الموضحة أعلاه. في ورقة البيانات الفنية للسخان، تلتزم الشركة المصنعة بالإشارة إلى طبيعة إشعاع هذا الجهاز.

سخان الموجات القصيرة.

إذا أصبحت مالكًا لسخان الموجة القصيرة، فاتبع القاعدة - كلما كان السخان أقرب، يجب أن يكون وقت تعرضه أقصر!!!

في جميع الأوقات، أحاطت الأشعة تحت الحمراء بالرجل. قبل ظهور التقدم التكنولوجي، كان لأشعة الشمس تأثير على جسم الإنسان، ومع ظهور الأجهزة المنزلية، أصبح للأشعة تحت الحمراء تأثير أيضًا في المنزل. يتم استخدام التسخين العلاجي لأنسجة الجسم بنجاح في الطب لعلاج العلاج الطبيعي لمختلف الأمراض.

لقد تمت دراسة خصائص الأشعة تحت الحمراء منذ فترة طويلة من قبل الفيزيائيين وتهدف إلى الحصول على أقصى قدر من الفوائد والفوائد للبشر. تم أخذ جميع معايير التأثيرات الضارة بعين الاعتبار وتم التوصية بطرق الحماية للحفاظ على صحة الإنسان.

الأشعة تحت الحمراء: ما هي؟

يسمى الإشعاع الكهرومغناطيسي غير المرئي الذي يوفر تأثيرًا حراريًا قويًا بالأشعة تحت الحمراء. ويتراوح طول الأشعة من 0.74 إلى 2000 ميكرومتر، وهو ما بين انبعاث راديو الموجات الدقيقة والأشعة الحمراء المرئية، وهي الأطول في طيف الشمس.

في عام 1800، اكتشف عالم الفلك البريطاني ويليام هيرشل الإشعاع الكهرومغناطيسي. حدث هذا أثناء دراسة أشعة الشمس: لاحظ العالم ارتفاعًا كبيرًا في حرارة الأجهزة وتمكن من التمييز بين الإشعاع غير المرئي.

الأشعة تحت الحمراء لها اسم ثانٍ - "الحراري". تنبعث الحرارة من الأجسام التي يمكنها الحفاظ على درجة الحرارة. تسخن موجات الأشعة تحت الحمراء القصيرة بقوة أكبر، وإذا شعرت بالحرارة الضعيفة، فهذا يعني أن موجات طويلة المدى تنبعث من السطح. هناك ثلاثة أنواع من الأطوال الموجية للأشعة تحت الحمراء:

• قصيرة أو قصيرة تصل إلى 2.5 ميكرون؛
• متوسط ​​لا يزيد عن 50 ميكرون.
• طويلة أو بعيدة 50-2000 ميكرومتر.

أي جسم تم تسخينه مسبقًا يصدر أشعة تحت الحمراء، مما يؤدي إلى إطلاق طاقة حرارية. وأشهر المصادر الطبيعية للحرارة هي الشمس، أما المصادر الصناعية فتشمل المصابيح الكهربائية والأجهزة المنزلية والمشعات التي يؤدي تشغيلها إلى توليد الحرارة.

أين يتم استخدام الأشعة تحت الحمراء؟

كل اكتشاف جديد يجد تطبيقه، مع أكبر فائدة للبشرية. ساعد اكتشاف الأشعة تحت الحمراء في حل العديد من المشاكل في مختلف المجالات من الطب إلى المجال الصناعي.

أشهر المناطق التي يتم فيها استخدام خصائص الأشعة غير المرئية:

1. بمساعدة الأجهزة الخاصة، أجهزة التصوير الحراري، يمكنك اكتشاف كائن على مسافة بعيدة باستخدام خصائص الأشعة تحت الحمراء. أي جسم قادر على الحفاظ على درجة الحرارة على سطحه، وبالتالي ينبعث منه الأشعة تحت الحمراء. تكتشف الكاميرا الحرارية الأشعة الحرارية وتنشئ صورة دقيقة للجسم الذي يتم اكتشافه. يمكن استخدام هذه الخاصية في الصناعة والممارسات العسكرية.
2. لتنفيذ إجراءات التتبع في الممارسة العسكرية، يتم استخدام الأجهزة ذات أجهزة الاستشعار التي يمكنها اكتشاف الهدف الذي ينبعث منه الحرارة. بالإضافة إلى ذلك، يتم نقل ما هو موجود بالضبط في البيئة المباشرة من أجل حساب المسار بشكل صحيح ليس فقط، ولكن أيضًا قوة التأثير، وغالبًا ما يكون الصاروخ.
3. يتم استخدام نقل الحرارة النشط مع الأشعة في الظروف المنزلية، وذلك باستخدام خصائص مفيدة لتدفئة الغرفة في موسم البرد. المشعات مصنوعة من المعدن، وهو قادر على نقل أكبر قدر من الطاقة الحرارية. وينطبق نفس التأثير على السخانات. بعض الأجهزة المنزلية: أجهزة التلفزيون والمكانس الكهربائية والمواقد والمكاوي لها نفس الخصائص.
4. في الصناعة، تتم عملية لحام المنتجات البلاستيكية والتليين باستخدام الأشعة تحت الحمراء.
5. يتم استخدام الأشعة تحت الحمراء في الممارسة الطبية لعلاج بعض الأمراض بالحرارة، وكذلك لتطهير الهواء الداخلي باستخدام مصابيح الكوارتز.
6. يعد تجميع خرائط الطقس أمرًا مستحيلًا بدون أدوات خاصة مزودة بأجهزة استشعار للكشف الحراري والتي تحدد بسهولة حركة الهواء الدافئ والبارد.
7. وللأبحاث الفلكية، يتم تصنيع تلسكوبات خاصة حساسة للأشعة تحت الحمراء، قادرة على اكتشاف الأجسام الفضائية ذات درجات الحرارة المختلفة على السطح.
8. في صناعة المواد الغذائية للمعالجة الحرارية للحبوب.
9. للتحقق من الأوراق النقدية، يتم استخدام الأجهزة ذات الأشعة تحت الحمراء، والتي من خلالها يمكن التعرف على الأوراق النقدية المزيفة.

تأثير الأشعة تحت الحمراء على جسم الإنسان غامض. يمكن أن تؤدي الأطوال الموجية المختلفة إلى ردود فعل غير متوقعة. يجب أن تكون حذرًا بشكل خاص بشأن حرارة الشمس التي يمكن أن تسبب ضررًا وتصبح عاملاً مثيرًا لإطلاق العمليات المرضية السلبية في الخلايا.

تضرب الأشعة ذات الطول الموجي الطويل الجلد وتنشط مستقبلات الحرارة، مما يمنحها الدفء اللطيف. هذا هو نطاق التردد الذي يستخدم بنشاط للتأثيرات العلاجية في الطب. يمتص الجلد معظم الحرارة، ويسقط على سطحه. يضمن التأثير المنخفض تسخينًا لطيفًا لسطح الجلد دون التأثير على الأعضاء الداخلية.

تعمل الموجات ذات الطول الموجي 9.6 ميكرون على تعزيز تجديد البشرة وتقوية جهاز المناعة وشفاء الجسم. يعتمد العلاج الطبيعي على استخدام موجات الأشعة تحت الحمراء الطويلة، مما يؤدي إلى العمليات التالية:

• تتحسن الدورة الدموية عندما تسترخي العضلات الملساء بعد نقل المعلومات إلى منطقة ما تحت المهاد عند التأثير على الطبقة السطحية من الجلد؛
• يعود ضغط الدم إلى طبيعته بعد توسع الأوعية.
• يتم تزويد خلايا الجسم بشكل أكبر بالمواد المغذية والأكسجين، مما يحسن الحالة العامة؛
• تتم التفاعلات الكيميائية الحيوية بشكل أسرع، مما يؤثر على عملية التمثيل الغذائي.
• تتحسن المناعة وتزداد مقاومة الجسم للكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض.
• يساعد تسريع عملية التمثيل الغذائي على إزالة المواد السامة وتقليل الخبث.

التأثير المرضي

الموجات ذات الطول الموجي القصير لها تأثير معاكس. يعود ضرر الأشعة تحت الحمراء إلى التأثير الحراري الشديد الذي تسببه الأشعة القصيرة. ينتشر تأثير حراري قوي في عمق الجسم، مما يسبب تسخين الأعضاء الداخلية. يؤدي ارتفاع درجة حرارة الأنسجة إلى الجفاف وارتفاع كبير في درجة حرارة الجسم.

يتحول الجلد في مكان التلامس مع الأشعة تحت الحمراء قصيرة الطول إلى اللون الأحمر ويتلقى حرقًا حراريًا، أحيانًا من الدرجة الثانية من الشدة مع ظهور بثور ذات محتويات غائمة. تتوسع الشعيرات الدموية في موقع الآفة وتنفجر، مما يؤدي إلى نزيف صغير.

تفقد الخلايا رطوبتها، ويصبح الجسم ضعيفًا وعرضة للإصابة بمختلف أنواع العدوى. إذا دخلت الأشعة تحت الحمراء إلى العينين، فإن هذه الحقيقة لها تأثير مدمر على الرؤية. يصبح الغشاء المخاطي للعين جافا، وتتأثر شبكية العين سلبا. تفقد العدسة مرونتها وشفافيتها، وهو أحد أعراض إعتام عدسة العين.

التعرض المفرط للحرارة يسبب زيادة في العمليات الالتهابية إن وجدت، كما أنه بمثابة أرض خصبة لحدوث الالتهابات. يقول الأطباء أن تجاوز درجة الحرارة بضع درجات يمكن أن يؤدي إلى الإصابة بالتهاب السحايا.

تؤدي الزيادة العامة في درجة حرارة الجسم إلى ضربة الشمس، والتي، إذا لم يتم تقديم المساعدة، يمكن أن تؤدي إلى عواقب لا رجعة فيها. العلامات الرئيسية لضربة الشمس:

• ضعف عام؛
• صداع قوي؛
• عدم وضوح الرؤية
• غثيان؛
• زيادة معدل ضربات القلب؛
• ظهور العرق البارد على الظهر.
• فقدان الوعي على المدى القصير.

تحدث مضاعفات خطيرة مرتبطة بضعف التنظيم الحراري إذا استمر تكرار التعرض للأشعة تحت الحمراء لفترة طويلة. إذا لم يتم تقديم المساعدة للشخص في الوقت المناسب، يتم تعديل خلايا الدماغ، ويتم تثبيط نشاط الدورة الدموية.

قائمة الأنشطة في الدقائق الأولى بعد ظهور الأعراض المزعجة:

1. إزالة مصدر الأشعة تحت الحمراء من الضحية: نقل الشخص إلى الظل أو إلى مكان بعيد عن مصدر الحرارة الضارة.
2. قم بفك أو إزالة أي ملابس قد تتداخل مع التنفس العميق والحر.
3. افتح النافذة للسماح للهواء النقي بالتدفق بحرية.
4. امسحها بالماء البارد أو لفها في ورقة مبللة.
5. تطبيق البرد على الأماكن التي توجد فيها الشرايين الكبيرة (الصدغي، الفخذ، الجبهة، الإبطين).
6. إذا كان الشخص واعياً، فيجب إعطاؤه ماءً بارداً ونظيفاً ليشرب، فهذا الإجراء من شأنه أن يخفض درجة حرارة الجسم.
7. في حالة فقدان الوعي، يجب إجراء مجمع الإنعاش، يتكون من التنفس الاصطناعي والضغط على الصدر.
8. اتصل بسيارة الإسعاف لتلقي الرعاية الطبية المؤهلة.

دواعي الإستعمال

لأغراض علاجية، يتم استخدام الموجات الحرارية الطويلة على نطاق واسع في الممارسة الطبية. قائمة الأمراض طويلة جدًا:

• ضغط دم مرتفع؛
• متلازمة الألم
• سوف تساعدك على خسارة الوزن الزائد.
• أمراض المعدة والاثني عشر.
• حالات الاكتئاب
• أمراض الجهاز التنفسي.
• أمراض الجلد.
• التهاب الأنف، التهاب الأذن الوسطى غير معقدة.

موانع لاستخدام الأشعة تحت الحمراء

تعتبر فوائد الأشعة تحت الحمراء ذات قيمة بالنسبة للبشر في حالة عدم وجود أمراض أو أعراض فردية يكون فيها التعرض للأشعة تحت الحمراء غير مقبول:

• أمراض الدم الجهازية، والميل إلى النزيف المتكرر.
• الأمراض الالتهابية الحادة والمزمنة.
• وجود عدوى قيحية في الجسم.
• الأورام الخبيثة؛
• قصور القلب في مرحلة المعاوضة.
• حمل؛
• الصرع وغيره من الاضطرابات العصبية الشديدة.
• الأطفال حتى عمر ثلاث سنوات.

تدابير وقائية ضد الأشعة الضارة

يشمل الأشخاص المعرضون لخطر تلقي الأشعة تحت الحمراء قصيرة الموجة أولئك الذين يحبون قضاء فترات طويلة من الوقت تحت أشعة الشمس الحارقة والعاملين في ورش العمل حيث يتم استخدام خصائص الأشعة الحرارية. لحماية نفسك، عليك اتباع التوصيات البسيطة:

1. يجب على أولئك الذين يحبون الحصول على سمرة جميلة أن يقللوا من الوقت الذي يقضونه في الشمس وأن يقوموا بتليين الجلد المكشوف بكريم وقائي قبل الخروج.
2. إذا كان هناك مصدر قريب للحرارة الشديدة، قلل من شدة الحرارة.
3. عند العمل في ورش العمل ذات درجات الحرارة المرتفعة، يجب أن يكون العمال مجهزين بمعدات الحماية الشخصية: ملابس خاصة، قبعات.
4. يجب تنظيم الوقت الذي تقضيه في الغرف ذات درجات الحرارة المرتفعة بشكل صارم.
5. عند تنفيذ الإجراءات يجب ارتداء النظارات الواقية للحفاظ على صحة العين.
6. قم بتركيب الأجهزة المنزلية عالية الجودة فقط في الغرف.

تحيط أنواع مختلفة من الإشعاع بالشخص في الخارج وفي الداخل. إن إدراك العواقب السلبية المحتملة سيساعدك على البقاء بصحة جيدة في المستقبل. لا يمكن إنكار أهمية الأشعة تحت الحمراء في تحسين حياة الإنسان، ولكن هناك أيضًا تأثيرًا مرضيًا يجب التخلص منه باتباع توصيات بسيطة.