الأشعة تحت الحمراء لديها. الأشعة تحت الحمراء: الخصائص والتطبيقات والتأثير على البشر

الأشعة تحت الحمراء (الأشعة تحت الحمراء، الأشعة تحت الحمراء)، الإشعاع الكهرومغناطيسي بأطوال موجية α من حوالي 0.74 ميكرومتر إلى حوالي 1-2 مم، أي الإشعاع الذي يشغل المنطقة الطيفية بين الطرف الأحمر للإشعاع المرئي وانبعاث الراديو قصير الموجة (تحت المليمتر) . الأشعة تحت الحمراءيشير إلى الإشعاع البصري، ولكن على عكس الإشعاع المرئي، لا تراه العين البشرية. عند تفاعله مع أسطح الأجسام، فإنه يؤدي إلى تسخينها، ولهذا يطلق عليه غالبًا الإشعاع الحراري. تقليديا، تنقسم منطقة الأشعة تحت الحمراء إلى القريبة (= 0.74-2.5 ميكرومتر)، والمتوسطة (2.5-50 ميكرومتر) والبعيدة (50-2000 ميكرومتر). تم اكتشاف الأشعة تحت الحمراء بواسطة دبليو هيرشل (1800) وبشكل مستقل بواسطة دبليو ولاستون (1802).

يمكن أن تكون أطياف الأشعة تحت الحمراء مبطنة (الأطياف الذرية)، أو مستمرة (أطياف المادة المكثفة)، أو مخططة (الأطياف الجزيئية). تختلف الخصائص البصرية (النفاذية، والانعكاس، والانكسار، وما إلى ذلك) للمواد الموجودة في الأشعة تحت الحمراء، كقاعدة عامة، بشكل كبير عن الخصائص المقابلة في الإشعاع المرئي أو فوق البنفسجي. العديد من المواد الشفافة للضوء المرئي تكون معتمة للأشعة تحت الحمراء ذات أطوال موجية معينة، والعكس صحيح. وبالتالي، فإن طبقة من الماء يبلغ سمكها عدة سنتيمترات تكون معتمة للأشعة تحت الحمراء بقطر > 1 ميكرومتر، لذلك غالبًا ما يستخدم الماء كمرشح للحماية من الحرارة. الألواح المصنوعة من Ge وSi، غير شفافة للإشعاع المرئي، تكون شفافة للأشعة تحت الحمراء ذات أطوال موجية معينة، والورق الأسود شفاف في منطقة الأشعة تحت الحمراء البعيدة (تُستخدم هذه المواد كمرشحات ضوئية لعزل الأشعة تحت الحمراء).

إن انعكاسية معظم المعادن في الأشعة تحت الحمراء أعلى بكثير من الأشعة المرئية، وتزداد مع زيادة الطول الموجي (انظر بصريات المعادن). وبالتالي، فإن انعكاس الأشعة تحت الحمراء من أسطح Al وAu وAg وCu ذات 10 = 10 ميكرومتر يصل إلى 98%. تحتوي المواد غير المعدنية السائلة والصلبة على انعكاس انتقائي (يعتمد على الطول الموجي) للأشعة تحت الحمراء، ويعتمد موضع الحد الأقصى لها على تركيبتها الكيميائية.

عند المرور عبر الغلاف الجوي للأرض، يتم تخفيف الأشعة تحت الحمراء بسبب التشتت والامتصاص بواسطة ذرات وجزيئات الهواء. لا يمتص النيتروجين والأكسجين الأشعة تحت الحمراء ويخففانها فقط نتيجة التشتت، وهو أقل بكثير بالنسبة للأشعة تحت الحمراء مقارنة بالضوء المرئي. تمتص جزيئات H 2 O و O 2 و O 3 وغيرها الموجودة في الغلاف الجوي بشكل انتقائي (انتقائي) الأشعة تحت الحمراء ، وتمتص الأشعة تحت الحمراء لبخار الماء بقوة خاصة. يتم ملاحظة نطاقات امتصاص H2O في منطقة الأشعة تحت الحمراء بأكملها من الطيف، ويتم ملاحظة نطاقات ثاني أكسيد الكربون في الجزء الأوسط منها. في الطبقات السطحية للغلاف الجوي لا يوجد سوى عدد صغير من "نوافذ الشفافية" للأشعة تحت الحمراء. إن وجود جزيئات الدخان والغبار وقطرات الماء الصغيرة في الغلاف الجوي يؤدي إلى توهين إضافي للأشعة تحت الحمراء نتيجة تشتتها بواسطة هذه الجزيئات. مع أحجام الجسيمات الصغيرة، يكون تشتت الأشعة تحت الحمراء أقل من الإشعاع المرئي، والذي يستخدم في التصوير بالأشعة تحت الحمراء.

مصادر الأشعة تحت الحمراء.المصدر الطبيعي القوي للأشعة تحت الحمراء هو الشمس، حوالي 50٪ من إشعاعها يقع في منطقة الأشعة تحت الحمراء. تمثل الأشعة تحت الحمراء ما بين 70 إلى 80% من الطاقة الإشعاعية للمصابيح المتوهجة؛ ينبعث من القوس الكهربائي ومصابيح تفريغ الغاز المختلفة وجميع أنواع السخانات الكهربائية. في بحث علميمصادر الأشعة تحت الحمراء هي مصابيح شريط التنغستن، دبوس نيرنست، غلوبار، مصابيح الزئبق عالية الضغط، وما إلى ذلك. يقع إشعاع بعض أنواع الليزر أيضًا في منطقة الأشعة تحت الحمراء من الطيف (على سبيل المثال، الطول الموجي للإشعاع من ليزر زجاج النيوديميوم هو 1.06 ميكرومتر، ليزر الهيليوم النيون - 1.15 و 3.39 ميكرون، ليزر ثاني أكسيد الكربون - 10.6 ميكرون).

تعتمد مستقبلات الأشعة تحت الحمراء على تحويل الطاقة الإشعاعية إلى أنواع أخرى من الطاقة يمكن قياسها. في المستقبلات الحرارية، يؤدي امتصاص الأشعة تحت الحمراء إلى زيادة درجة حرارة العنصر الحساس للحرارة، والذي يتم تسجيله. في المستقبلات الكهروضوئية، يؤدي امتصاص الأشعة تحت الحمراء إلى ظهور الطاقة أو تغيرها التيار الكهربائيأو التوتر. أجهزة الكشف الكهروضوئية (على عكس الحرارية) انتقائية، أي أنها حساسة فقط للإشعاع من منطقة معينة من الطيف. يتم إجراء التصوير الفوتوغرافي للأشعة تحت الحمراء باستخدام مستحلبات فوتوغرافية خاصة، ولكنها حساسة لها فقط لأطوال موجية تصل إلى 1.2 ميكرون.

تطبيق الأشعة تحت الحمراء.يستخدم الأشعة تحت الحمراء على نطاق واسع في البحث العلمي وحل المشاكل العملية المختلفة. أطياف الانبعاث والامتصاص للجزيئات و المواد الصلبةتقع في منطقة الأشعة تحت الحمراء، ويتم دراستها في التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء، في المشاكل الهيكلية، وتستخدم أيضًا في التحليل الطيفي النوعي والكمي. في منطقة الأشعة تحت الحمراء البعيدة يكمن الإشعاع الذي ينشأ أثناء التحولات بين المستويات الفرعية لذرات زيمان، ويتيح أطياف الأشعة تحت الحمراء للذرات دراسة بنية أغلفةها الإلكترونية. قد تختلف الصور الفوتوغرافية لنفس الكائن الملتقطة في النطاقين المرئي والأشعة تحت الحمراء اختلافًا كبيرًا بسبب الاختلافات في معاملات الانعكاس والنقل والتشتت؛ في التصوير بالأشعة تحت الحمراء يمكنك رؤية تفاصيل غير مرئية في التصوير العادي.

في الصناعة، يتم استخدام الأشعة تحت الحمراء لتجفيف وتسخين المواد والمنتجات، وفي الحياة اليومية - لتدفئة الغرف. استنادًا إلى الكاثودات الضوئية الحساسة للأشعة تحت الحمراء، تم إنشاء محولات إلكترونية بصرية يتم من خلالها تحويل صورة الأشعة تحت الحمراء لجسم غير مرئي للعين إلى صورة مرئية. بناءً على هذه المحولات، يتم إنشاء أجهزة رؤية ليلية مختلفة (مناظير ومشاهد وما إلى ذلك)، مما يسمح لها باكتشاف الأشياء في الظلام الدامس وإجراء المراقبة والهدف، وتشعيعها بالأشعة تحت الحمراء من مصادر خاصة. بمساعدة أجهزة استقبال الأشعة تحت الحمراء الحساسة للغاية، يقومون بتحديد الاتجاه الحراري للأشياء باستخدام الأشعة تحت الحمراء الخاصة بهم وإنشاء أنظمة صاروخ موجه لهدف القذائف والصواريخ. تسمح لك محددات الأشعة تحت الحمراء وأجهزة تحديد المدى بالأشعة تحت الحمراء باكتشاف الأشياء في الظلام التي تكون درجة حرارتها أعلى من بيئة، وقياس المسافات إليهم. يُستخدم الإشعاع القوي لأشعة الليزر تحت الحمراء في البحث العلمي، وكذلك في الاتصالات الأرضية والفضائية، وفي سبر الغلاف الجوي بالليزر، وما إلى ذلك. وتُستخدم الأشعة تحت الحمراء لإعادة إنتاج مقياس القياس.

مضاءة: شريبر جي. الأشعة تحت الحمراء في الإلكترونيات. م.، 2003؛ Tarasov V.V.، Yakushenkov Yu.G. أنظمة الأشعة تحت الحمراء من النوع "المظهر". م، 2004.

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. مرئية للعينتنعكس موجات الضوء التي تصل إلى الأشياء وتنكسر بطريقة معينة، ويرى الإنسان انعكاس الجسم في مجموعة 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. وقد وجدت الدراسات التي أجريت على المواد الخلوية من النباتات والحيوانات خط كاملالخصائص المفيدة للأشعة تحت الحمراء، والتي وجدت تطبيقا واسعا 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. يعزز تطوير المناعة ضد المواد السامة المواد الكيميائيةوإشعاع غاما، يحفز التخلص من السموم والفضلات من خلال العرق والبول ويخفض 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؛

الأشعة تحت الحمراء لديها تأثير إيجابيفي 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 - بعيدا عن ذلك القائمة الكاملةالأمراض التي يتم استخدامها تأثير إيجابيالأشعة 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 المجالات 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؛ وتتيح التلسكوبات التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء الدراسة الأجسام الفضائية، لا يمكن الوصول إليها للرؤية من خلال الأدوات 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!

الضوء هو مفتاح وجود الكائنات الحية على الأرض. هناك عدد كبير من العمليات التي يمكن أن تحدث بسبب التعرض للأشعة تحت الحمراء. وبالإضافة إلى ذلك، يتم استخدامه للأغراض الطبية. منذ القرن العشرين، أصبح العلاج بالضوء عنصرا هاما في الطب التقليدي.

ملامح الإشعاع

العلاج الضوئي هو قسم خاص في العلاج الطبيعي يدرس تأثيرات موجات الضوء على جسم الإنسان. ولوحظ أن الموجات لها نطاقات مختلفة، لذلك يكون لها تأثيرات مختلفة على جسم الإنسان. من المهم أن نلاحظ أن الإشعاع لديه أكبر عمق اختراق. أما بالنسبة للتأثير السطحي، فالأشعة فوق البنفسجية لها ذلك.

نطاق طيف الأشعة تحت الحمراء (الطيف الإشعاعي) له طول موجي مناظر، وهو 780 نانومتر. ما يصل إلى 10000 نانومتر. أما بالنسبة للعلاج الطبيعي فيستخدم لعلاج الإنسان طول موجي يتراوح في الطيف من 780 نانومتر. ما يصل إلى 1400 نانومتر. يعتبر هذا النطاق من الأشعة تحت الحمراء طبيعيًا للعلاج. بكلمات بسيطة، يتم استخدام الطول الموجي المناسب، أي طول موجي أقصر قادر على اختراق الجلد بثلاثة سنتيمترات. وبالإضافة إلى ذلك، تؤخذ في الاعتبار الطاقة الكمومية الخاصة وتردد الإشعاع.

وفقا للعديد من الدراسات، فقد وجد أن الضوء وموجات الراديو والأشعة تحت الحمراء لها نفس الطبيعة، حيث أنها أنواع من الموجات الكهرومغناطيسية التي تحيط بالناس في كل مكان. مثل هذه الموجات تضمن تشغيل أجهزة التلفاز، الهواتف المحمولةوالراديو. بكلمات بسيطة، تسمح الموجات للإنسان برؤية العالم من حوله.

طيف الأشعة تحت الحمراء له تردد مماثل، الطول الموجي هو 7-14 ميكرون، والذي له تأثير فريد على جسم الإنسان. هذا الجزء من الطيف يتوافق مع الإشعاع الصادر من جسم الإنسان.

أما بالنسبة للأجسام الكمومية، فإن الجزيئات ليس لديها القدرة على الاهتزاز بشكل اعتباطي. يحتوي كل جزيء كمي على مجموعة معينة من الطاقة وترددات الإشعاع التي يتم تخزينها في لحظة الاهتزاز. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن جزيئات الهواء مجهزة بمجموعة واسعة من هذه الترددات، وبالتالي فإن الغلاف الجوي قادر على امتصاص الإشعاع في مجموعة متنوعة من الأطياف.

مصادر الإشعاع

الشمس هي المصدر الرئيسي للأشعة تحت الحمراء.

بفضله، يمكن تسخين الأشياء إلى درجة حرارة معينة. ونتيجة لذلك، تنبعث الطاقة الحرارية في طيف هذه الموجات. ثم تصل الطاقة إلى الأشياء. تتم عملية نقل الطاقة الحرارية من الأجسام ذات درجة الحرارة المرتفعة إلى درجة حرارة أقل. في هذه الحالة، تتمتع الأجسام بخصائص إشعاعية مختلفة تعتمد على عدة أجسام.

توجد مصادر الأشعة تحت الحمراء في كل مكان، وهي مجهزة بعناصر مثل مصابيح LED. تم تجهيز جميع أجهزة التلفاز الحديثة بأجهزة تحكم عن بعد، لأنها تعمل بالتردد المناسب لطيف الأشعة تحت الحمراء. أنها تحتوي على مصابيح LED. يمكن رؤية مصادر مختلفة للأشعة تحت الحمراء في الإنتاج الصناعي، على سبيل المثال: في تجفيف أسطح الطلاء والورنيش.

أكثر ممثل بارزالمصدر الاصطناعي في روس كان مواقد روسية. لقد شهد جميع الناس تقريبًا تأثير مثل هذا الموقد وقدروا أيضًا فوائده. ولهذا السبب يمكن الشعور بهذا الإشعاع من موقد ساخن أو مشعاع. حاليا، سخانات الأشعة تحت الحمراء تحظى بشعبية كبيرة. لديهم قائمة من المزايا مقارنة بخيار الحمل الحراري، لأنها أكثر اقتصادا.

قيمة المعامل

هناك عدة أنواع من المعاملات في طيف الأشعة تحت الحمراء، وهي:

إشعاع؛
معامل الانعكاس؛
عامل الإنتاجية.

لذلك، الابتعاثية هي قدرة الأجسام على إصدار تردد إشعاعي، وكذلك الطاقة الكمومية. قد يختلف حسب المادة وخصائصها وكذلك درجة الحرارة. يحتوي المعامل على الحد الأقصى للعلاج = 1، ولكن في الوضع الحقيقي يكون دائمًا أقل. أما بالنسبة لقدرة الانبعاث المنخفضة فهي تتمتع بعناصر ذات سطح لامع وكذلك المعادن. يعتمد المعامل على مؤشرات درجة الحرارة.

يوضح معامل الانعكاس قدرة المواد على عكس تكرار الدراسة. يعتمد على نوع المواد وخصائصها ومؤشرات درجة الحرارة. يحدث الانعكاس بشكل رئيسي على الأسطح المصقولة والملساء.

تُظهر النفاذية قدرة الأجسام على نقل تردد الأشعة تحت الحمراء من خلال نفسها. يعتمد هذا المعامل بشكل مباشر على سمك ونوع المادة. من المهم أن نلاحظ أن معظم المواد ليس لديها مثل هذا المعامل.

استخدامها في الطب

أصبح العلاج بالأشعة تحت الحمراء شائعًا جدًا في العالم الحديث. يرجع استخدام الأشعة تحت الحمراء في الطب إلى حقيقة أن هذه التقنية لها خصائص علاجية. وبفضل هذا، هناك تأثير مفيد على جسم الإنسان. التأثير الحراري يشكل جسمًا في الأنسجة، ويجدد الأنسجة ويحفز إصلاحها، ويسرع التفاعلات الفيزيائية والكيميائية.

بالإضافة إلى ذلك، يشهد الجسم تحسينات كبيرة، حيث تحدث العمليات التالية:

تسريع تدفق الدم.
توسع الأوعية.
إنتاج المواد النشطة بيولوجيا.
استرخاء العضلات.
مزاج عظيم؛
حالة مريحة
حلم جيد؛
انخفاض ضغط الدم.
تخفيف التوتر الجسدي والنفسي والعاطفي، وما إلى ذلك.

يحدث التأثير المرئي للعلاج من خلال عدة إجراءات. بالإضافة إلى الوظائف المذكورة، فإن طيف الأشعة تحت الحمراء له تأثير مضاد للالتهابات على جسم الإنسان، ويساعد على مكافحة العدوى، ويحفز ويقوي جهاز المناعة.

هذا العلاج في الطب له الخصائص التالية:

التحفيز الحيوي.
مضاد التهاب؛
إزالة السموم.
تحسين تدفق الدم.
إيقاظ الوظائف الثانوية للجسم.

للأشعة تحت الحمراء، أو بالأحرى علاجها، فوائد واضحة لجسم الإنسان.

طرق العلاج

العلاج نوعان: عام ومحلي. أما بالنسبة للتأثيرات الموضعية، فيتم العلاج على جزء محدد من جسم المريض. أثناء العلاج العام، يستهدف استخدام العلاج بالضوء الجسم بأكمله.

يتم تنفيذ الإجراء مرتين يوميًا، وتتراوح مدة الجلسة من 15 إلى 30 دقيقة. تحتوي دورة العلاج العامة على ما لا يقل عن خمسة إلى عشرين إجراء. تأكد من أن لديك حماية من الأشعة تحت الحمراء لوجهك. يتم استخدام نظارات خاصة أو أغطية من الصوف القطني أو الورق المقوى للعيون. بعد الجلسة يصبح الجلد مغطى بالحمامي، أي احمرار مع حدود غير واضحة. تختفي الحمامي بعد ساعة من الإجراء.

مؤشرات وموانع للعلاج

يحتوي IR على المؤشرات الرئيسية للاستخدام في الطب:

أمراض أعضاء الأنف والأذن والحنجرة.
الألم العصبي والتهاب الأعصاب.
الأمراض التي تؤثر على الجهاز العضلي الهيكلي.
أمراض العيون والمفاصل.
العمليات الالتهابية.
الجروح.
الحروق والقروح والأمراض الجلدية والندبات.
الربو القصبي.
التهاب المثانة؛
تحص بولي.
الداء العظمي الغضروفي.
التهاب المرارة بدون حجارة.
التهاب المفاصل؛
التهاب المعدة والأمعاء في شكل مزمن.
التهاب رئوي.

العلاج بالضوء له نتائج إيجابية. بالإضافة إلى تأثيرها العلاجي، يمكن أن تكون الأشعة تحت الحمراء خطرة على جسم الإنسان. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن هناك موانع معينة يمكن أن تسبب ضررًا للصحة إذا لم يتم مراعاتها.

إذا كان لديك الأمراض التالية، فإن هذا العلاج سيكون ضارا:

فترة الحمل
أمراض الدم.
التعصب الفردي
الأمراض المزمنة في المرحلة الحادة.
عمليات قيحية
السل النشط
الاستعداد للنزيف.
الأورام.

يجب أن تؤخذ موانع الاستعمال هذه في الاعتبار حتى لا تسبب ضررًا لصحتك. يمكن أن تسبب شدة الإشعاع العالية جدًا ضررًا كبيرًا.

أما بالنسبة لأضرار الأشعة تحت الحمراء في الطب وفي الإنتاج فقد تحدث حروق واحمرار شديد في الجلد. في بعض الحالات، يصاب الأشخاص بأورام في وجوههم بسبب تعرضهم لهذا الإشعاع لفترة كافية. يمكن أن يؤدي الضرر الكبير الناتج عن الأشعة تحت الحمراء إلى التهاب الجلد، كما يمكن أن تحدث ضربة الشمس.

تعتبر الأشعة تحت الحمراء خطرة جدًا على العين، خاصة في نطاق يصل إلى 1.5 ميكرون. ويتسبب التعرض لها على المدى الطويل بضرر كبير، حيث تظهر رهاب الضوء وإعتام عدسة العين ومشاكل في الرؤية. يعد التعرض طويل الأمد للأشعة تحت الحمراء أمرًا خطيرًا للغاية ليس فقط بالنسبة للأشخاص ولكن أيضًا للنباتات. باستخدام الأدوات البصرية، يمكنك محاولة تصحيح مشكلة الرؤية لديك.

التأثير على النباتات

يعلم الجميع أن الـIRs لها تأثير مفيد على نمو النباتات وتطورها. على سبيل المثال، إذا قمت بتجهيز دفيئة بسخان الأشعة تحت الحمراء، فيمكنك رؤية نتيجة مذهلة. يتم التسخين في طيف الأشعة تحت الحمراء، حيث يتم ملاحظة تردد معين، وتكون الموجة 50000 نانومتر. ما يصل إلى 2،000،000 نانومتر.

هناك ما يكفي حقائق مثيرة للاهتماموالتي من خلالها يمكنك معرفة أن جميع النباتات والكائنات الحية تتأثر بأشعة الشمس. الإشعاع من الشمس له نطاق محدد يتكون من 290 نانومتر. – 3000 نانومتر. بكلمات بسيطة، تلعب الطاقة الإشعاعية دورًا مهمًا في حياة كل نبات.

النظر في مثيرة للاهتمام و حقائق تعليميةيمكن تحديد أن النباتات تحتاج إلى الطاقة الضوئية والشمسية، حيث أنها مسؤولة عن تكوين الكلوروفيل والبلاستيدات الخضراء. تؤثر سرعة الضوء على الاستطالة ونواة الخلايا وعمليات النمو وتوقيت الإثمار والإزهار.

مواصفات فرن الميكروويف

تم تجهيز أفران الميكروويف المنزلية بأجهزة ميكروويف أقل قليلاً من أشعة جاما والأشعة السينية. مثل هذه الأفران يمكن أن تثير تأثيرًا مؤينًا يشكل خطراً على صحة الإنسان. توجد أفران الميكروويف في الفجوة بين موجات الأشعة تحت الحمراء وموجات الراديو، لذلك لا تستطيع هذه الأفران تأين الجزيئات والذرات. لا تؤثر أفران الميكروويف العاملة على الأشخاص، حيث يتم امتصاصها في الطعام وتوليد الحرارة.

لا يمكن لأفران الميكروويف أن تنبعث منها جزيئات مشعة، وبالتالي ليس لها تأثير إشعاعي على الغذاء والكائنات الحية. لهذا السبب لا داعي للقلق من أن أفران الميكروويف قد تضر بصحتك!

للحماية من الأشعة تحت الحمراء (IR) في بيئة الإنتاج، يمكن استخدام معدات الحماية الجماعية والفردية. يتم عرض وسائل الحماية الجماعية في الشكل. 6.1. تشمل الأنواع الرئيسية للحماية ضد IKI ما يلي: 1. حماية الوقت؛ 2. الحماية عن بعد؛ 3. التدريع،...
(حماية الغلاف التكنولوجي من تأثيرات المجالات الفيزيائية والإشعاع. ت.3 أنواع المجالات الفيزيائية والإشعاع)

الأشعة تحت الحمراء هي إشعاعات في المدى البصري، وهي إشعاعات كهرومغناطيسية ذات أطوال موجية: المنطقة L - 760-1500 نانومتر، في - 1500-3000 نانومتر، C - أكثر من 3000 نانومتر. مصادر الأشعة تحت الحمراء هي اللهب المكشوف والمعادن المنصهرة والمسخنة والزجاج...

حماية الأشعة تحت الحمراء، العزل الحراري، التدريع

الأشعة تحت الحمراء هي إشعاعات في المدى البصري، وهي إشعاعات كهرومغناطيسية ذات أطوال موجية: منطقة أ- 760-1500 نانومتر، في- 1500-3000 نانومتر، ج - أكثر من 3000 نانومتر. مصادر الأشعة تحت الحمراء هي اللهب المكشوف والمعادن المنصهرة والمسخنة والزجاج...
(السلامة المهنية في البناء)

معلمات EM الطبيعية للبيئة الجوية

لا يعتمد توزيع المجالات الكهرومغناطيسية (EMF) في البيئة الجوية على البنية التحتية للفضاء المحيط فحسب، بل أيضًا، أولاً وقبل كل شيء، على معلماتها الكهرومغناطيسية (EM): التوصيل الكهربائي SW، والتوصيل المغناطيسي وثابت العزل الكهربائي. دعونا ننظر في تأثير هذه المعلمات ...
(مشاكل السلامة الكهرومغناطيسية على السكك الحديدية المكهربة)

المحاسبة الحالية للحركات الطبيعية وحركات الهجرة للسكان

بدأ التسجيل المدني للإحصاءات الحيوية في بلدان العالم في النصف الثاني من القرن التاسع عشر. كانت برامج تسجيل وتطوير البيانات المحاسبية الحالية متنوعة للغاية لدرجة أنه لم يبدأ إنتاج ملخصات البيانات لجميع دول العالم إلا في النصف الثاني من القرن العشرين، وفي عام 1970...
(الإحصائيات الديموغرافية)

مشكلة خلق الذكاء الاصطناعي

يمكن تقسيم الباحثين في مجال الذكاء الاصطناعي (AI) الذين يعملون على إنشاء آلات تفكير إلى مجموعتين. يهتم البعض بالعلم البحت، ويعتبر الكمبيوتر بالنسبة لهم أداة توفر إمكانية الاختبار التجريبي لنظريات عمليات التفكير. ومصالح المجموعة الأخرى تكمن في المنطقة..
(مفاهيم العلوم الطبيعية الحديثة)

المكونات الغذائية الاصطناعية الضارة

يمكن تقسيم المواد الضارة الموجودة في الغذاء، والتي تكون ذات طبيعة صناعية، إلى مجموعتين. 1. المواد المتكونة نتيجة الطبخ. 2. المواد التي يتم الحصول عليها نتيجة النشاط البشري وتلويث المواد الخام والمنتجات الغذائية واستخدامها في أي...
(فسيولوجيا التغذية)

إن النقص في طبيعته، والذي يتم تعويضه بمرونة العقل، يدفع الشخص باستمرار إلى البحث. إن الرغبة في الطيران مثل الطائر، أو السباحة مثل السمكة، أو، على سبيل المثال، الرؤية في الليل مثل القطة، تحققت مع تحقيق المعرفة والتكنولوجيا المطلوبة. غالبًا ما كان البحث العلمي مدفوعًا باحتياجات النشاط العسكري، وكانت النتائج تحددها المستوى التكنولوجي الحالي.

يعد توسيع نطاق الرؤية لتصور المعلومات التي يتعذر على العين الوصول إليها من أصعب المهام، لأنها تتطلب تدريبًا علميًا جادًا وقاعدة فنية واقتصادية كبيرة. تم الحصول على النتائج الناجحة الأولى في هذا الاتجاه في الثلاثينيات من القرن العشرين. أصبحت مشكلة المراقبة في ظروف الإضاءة المنخفضة ملحة بشكل خاص خلال الحرب العالمية الثانية.

وبطبيعة الحال، أدت الجهود المبذولة في هذا الاتجاه إلى التقدم في البحث العلمي والطب وتكنولوجيا الاتصالات وغيرها من المجالات.

فيزياء الأشعة تحت الحمراء

الأشعة تحت الحمراء- الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي يشغل المنطقة الطيفية الواقعة بين الطرف الأحمر للضوء المرئي (بطول موجي (=
م) وانبعاث الراديو على الموجات القصيرة ( =
م).تم اكتشاف الأشعة تحت الحمراء في عام 1800 من قبل العالم الإنجليزي دبليو هيرشل. بعد 123 عامًا من اكتشاف الأشعة تحت الحمراء، اكتشف الفيزيائي السوفييتي أ.أ. تلقت جلاجوليفا-أركادييفا موجات راديو يبلغ طولها الموجي حوالي 80 ميكرون، أي. تقع في نطاق الطول الموجي للأشعة تحت الحمراء. وقد أثبت هذا أن الضوء والأشعة تحت الحمراء وموجات الراديو لها نفس الطبيعة، وكلها مجرد اختلافات في الموجات الكهرومغناطيسية العادية.

يُطلق على الأشعة تحت الحمراء أيضًا اسم الإشعاع "الحراري"، نظرًا لأن جميع الأجسام، الصلبة والسائلة، التي يتم تسخينها إلى درجة حرارة معينة تنبعث منها طاقة في طيف الأشعة تحت الحمراء.

مصادر الأشعة تحت الحمراء

المصادر الرئيسية للأشعة تحت الحمراء لبعض الأشياء

الأشعة تحت الحمراء الصادرة عن الصواريخ الباليستية والأجسام الفضائية

الأشعة تحت الحمراء الصادرة من الطائرات

الأشعة تحت الحمراء الصادرة عن السفن السطحية

مسيرة الشعلة

المحرك، وهو عبارة عن تيار من الغازات المحترقة التي تحمل جزيئات صلبة معلقة من الرماد والسخام، والتي تتشكل أثناء احتراق وقود الصواريخ.

جسم الصاروخ.

الأرض التي تعكس جزءاً من أشعة الشمس الساقطة عليها.

الأرض نفسها.

الإشعاع المنعكس من هيكل الطائرة من الشمس والأرض والقمر ومصادر أخرى.

الإشعاع الحراري الداخلي لأنبوب التمديد وفوهة المحرك النفاث أو أنابيب العادم للمحركات المكبسية.

الإشعاع الحراري الخاص لنفاثة غاز العادم.

الإشعاع الحراري الداخلي الصادر من جلد الطائرة، الناتج عن التسخين الهوائي أثناء الطيران بسرعات عالية.

غلاف المدخنة.

العادم

ثقب المدخنة

الخصائص الأساسية للأشعة تحت الحمراء

1. يمر عبر بعض الأجسام الكثيفة، وكذلك عبر المطر.

الضباب والثلج.

2. يحدث تأثيرًا كيميائيًا على لوحات التصوير الفوتوغرافي.

3. تمتصه المادة فتؤدي إلى تسخينها.

4. يسبب تأثير كهروضوئي داخلي في الجرمانيوم.

5. غير مرئية.

6. قادرة على حدوث ظواهر التداخل والحيود.

7. مسجلة بالطرق الحرارية والكهروضوئية

فوتوغرافي.

خصائص الأشعة تحت الحمراء

ينعكس الضعف الجسدي الخاص

الأجسام الحرارية IR مميزات إشعاع IR IR

الإشعاع الإشعاعي في خلفيات إشعاع الغلاف الجوي

صفات	أساسي المفاهيم
الإشعاع الحراري الخاص بالأجسام الساخنة	المفهوم الأساسي هو جسم أسود بالكامل. الجسم الأسود المطلق هو الجسم الذي يمتص كل الإشعاعات الساقطة عليه عند أي طول موجي. توزيع كثافة إشعاع الجسم الأسود (بلانك s/n): ، أين - السطوع الطيفي للإشعاع عند درجة الحرارة T، - الطول الموجي بالميكرون، C1 وC2 - المعاملات الثابتة: C1=1.19* ث * ميكرومتر سم راجع , ج2=1.44* ميكرومتر * درجة. الحد الأقصى للطول الموجي (قانون فيينا): ، أين T-درجة الحرارة المطلقةجثث. الكثافة الإشعاعية المتكاملة - قانون ستيفان - بولتزمان:
الأشعة تحت الحمراء المنعكسة من الأجسام	الحد الأقصى للإشعاع الشمسي، الذي يحدد المكون المنعكس، يتوافق مع الأطوال الموجية الأقصر من 0.75 ميكرون، و98% من إجمالي طاقة الإشعاع الشمسي تقع في المنطقة الطيفية حتى 3 ميكرون. غالبًا ما يُعتبر هذا الطول الموجي هو الطول الموجي الحدي الذي يفصل بين المكونات المنعكسة (الشمسية) والمكونات الجوهرية للأشعة تحت الحمراء عن الأجسام. لذلك، يمكن قبول أنه في الجزء القريب من طيف الأشعة تحت الحمراء (حتى 3 ميكرومتر)، يكون المكون المنعكس حاسمًا ويعتمد توزيع الإشعاع على الأجسام على توزيع الانعكاس والإشعاع. بالنسبة للجزء البعيد من طيف الأشعة تحت الحمراء، فإن العامل المحدد هو الإشعاع الخاص بالأجسام، ويعتمد توزيع الابتعاثية على مساحتها على توزيع معاملات الابتعاثية ودرجة الحرارة. في جزء منتصف الموجة من طيف الأشعة تحت الحمراء، يجب أن تؤخذ جميع المعلمات الأربعة في الاعتبار.
توهين الأشعة تحت الحمراء في الغلاف الجوي	يوجد في نطاق الطول الموجي للأشعة تحت الحمراء عدة نوافذ للشفافية ويكون اعتماد النقل الجوي على الطول الموجي كبيرًا جدًا نظرة معقدة. يتم تحديد توهين الأشعة تحت الحمراء من خلال نطاقات امتصاص بخار الماء ومكونات الغاز، وخاصة ثاني أكسيد الكربون والأوزون، بالإضافة إلى ظاهرة تشتت الإشعاع. انظر الشكل "امتصاص الأشعة تحت الحمراء".
الخصائص الفيزيائية لإشعاع الخلفية بالأشعة تحت الحمراء	يتكون الأشعة تحت الحمراء من عنصرين: الإشعاع الحراري الخاص به والإشعاع المنعكس (المتناثر) من الشمس والمصادر الخارجية الأخرى. في نطاق الطول الموجي الأقل من 3 ميكرون، يهيمن الإشعاع الشمسي المنعكس والمتناثر. في نطاق الطول الموجي هذا، كقاعدة عامة، يمكن إهمال الإشعاع الحراري الداخلي للخلفيات. على العكس من ذلك، في نطاق الطول الموجي الأكبر من 4 ميكرومتر، يسود الإشعاع الحراري الداخلي للخلفيات ويمكن إهمال الإشعاع الشمسي المنعكس (المتناثر). نطاق الطول الموجي 3-4 ميكرون هو انتقالي. يوجد في هذا النطاق حد أدنى واضح في سطوع تكوينات الخلفية.

امتصاص الأشعة تحت الحمراء

طيف انتقال الغلاف الجوي في منطقة الأشعة تحت الحمراء القريبة والمتوسطة (1.2-40 ميكرومتر) عند مستوى سطح البحر (المنحنى السفلي في الرسوم البيانية) وعلى ارتفاع 4000 متر (المنحنى العلوي)؛ في نطاق أقل من المليمتر (300-500 ميكرون) لا يصل الإشعاع إلى سطح الأرض.

التأثير على الإنسان

منذ العصور القديمة، كان الناس يدركون جيدا القوة المفيدة للحرارة، أو، من الناحية العلمية، الأشعة تحت الحمراء.

توجد في طيف الأشعة تحت الحمراء منطقة ذات أطوال موجية تتراوح من 7 إلى 14 ميكرون تقريبًا (ما يسمى بجزء الموجة الطويلة من نطاق الأشعة تحت الحمراء)، والتي لها تأثير مفيد فريد حقًا على جسم الإنسان. ويتوافق هذا الجزء من الأشعة تحت الحمراء مع إشعاع جسم الإنسان نفسه، ويبلغ الحد الأقصى لطوله الموجي حوالي 10 ميكرون. لذلك، يرى جسمنا أي إشعاع خارجي بأطوال موجية مثل "إشعاعنا". أشهر مصدر طبيعي للأشعة تحت الحمراء على أرضنا هو الشمس، وأشهر مصدر اصطناعي للأشعة تحت الحمراء طويلة الموجة في روسيا هو الموقد الروسي، ومن المؤكد أن كل شخص قد جرب آثاره المفيدة. إن الطهي باستخدام موجات الأشعة تحت الحمراء يجعل الطعام لذيذًا بشكل خاص، ويحافظ على الفيتامينات والمعادن، ولا علاقة له بأفران الميكروويف.

من خلال التأثير على جسم الإنسان في الجزء طويل الموجة من نطاق الأشعة تحت الحمراء، من الممكن الحصول على ظاهرة تسمى "امتصاص الرنين"، حيث يمتص الجسم الطاقة الخارجية بنشاط. ونتيجة لهذا التأثير، تزداد الطاقة الكامنة لخلية الجسم، ويخرج منها الماء غير المقيد، ويزداد نشاط هياكل خلوية معينة، ويزداد مستوى الغلوبولين المناعي، ويزداد نشاط الإنزيمات والإستروجين، وتحدث تفاعلات كيميائية حيوية أخرى. وهذا ينطبق على جميع أنواع خلايا الجسم والدم.