introduzione

La radiazione infrarossa è chiamata radiazione "termica", poiché la radiazione infrarossa proveniente da oggetti riscaldati è percepita dalla pelle umana come una sensazione di calore. In questo caso, le lunghezze d'onda emesse dal corpo dipendono dalla temperatura di riscaldamento: maggiore è la temperatura, minore è la lunghezza d'onda e maggiore è l'intensità della radiazione. Lo spettro di radiazione di un corpo assolutamente nero a temperature relativamente basse (fino a diverse migliaia di Kelvin) si trova principalmente in questo intervallo. La radiazione infrarossa emette atomi o ioni eccitati. La radiazione infrarossa è praticamente la stessa della luce normale.

L'unica differenza è che quando colpisce gli oggetti, la parte visibile dello spettro diventa luce e la radiazione infrarossa viene assorbita dal corpo, trasformandosi in energia termica. Senza di essa, la vita sul nostro pianeta è impensabile. Quando la radiazione infrarossa si propaga nello spazio, non c'è praticamente alcuna perdita di energia. In effetti, è il metodo di riscaldamento naturale e più perfetto. Pertanto, per l'ingegneria dell'energia termica, la questione dell'utilizzo della radiazione infrarossa è molto interessante.

Lo scopo di questo lavoro è studiare le caratteristiche della radiazione infrarossa e la protezione contro la radiazione infrarossa. Per raggiungere questo obiettivo, è necessario risolvere i seguenti compiti:

1. Considera le caratteristiche della radiazione infrarossa.

2. Analizzare i fattori dannosi della radiazione infrarossa.

3. Impara come proteggerti dagli effetti dannosi delle radiazioni infrarosse.

Caratteristiche della radiazione infrarossa e delle sorgenti

La radiazione infrarossa è generata da qualsiasi corpo riscaldato, la cui temperatura determina l'intensità e lo spettro dell'energia elettromagnetica emessa. I corpi riscaldati, aventi una temperatura superiore a 100 o C, sono una fonte di radiazione infrarossa a onde corte. Uno di caratteristiche quantitative la radiazione è l'intensità della radiazione termica, che può essere definita come l'energia emessa per unità di superficie per unità di tempo (kcal / (m 2 h) o W / m 2). La misura dell'intensità della radiazione termica è altrimenti chiamata actinometria (dalle parole greche atinos - un raggio e metrio - io misuro), e il dispositivo con cui viene determinata l'intensità della radiazione è chiamato actinometro. A seconda della lunghezza d'onda, il potere di penetrazione della radiazione infrarossa cambia. La radiazione infrarossa a onde corte (0,76-1,4 micron) ha il più alto potere di penetrazione, che penetra nei tessuti umani fino a una profondità di diversi centimetri. I raggi infrarossi della gamma delle onde lunghe (9-420 micron) vengono trattenuti negli strati superficiali della pelle.

Fonti di radiazione infrarossa. In condizioni di produzione, la generazione di calore è possibile da:

* forni di fusione, riscaldamento e altri dispositivi termici;

*raffreddamento di metalli riscaldati o fusi;

*transizione in calore dell'energia meccanica spesa per l'azionamento delle principali apparecchiature tecnologiche;

*transizione energia elettrica in termica, ecc.

Circa il 60% dell'energia termica viene distribuita nell'ambiente dalla radiazione infrarossa. L'energia radiante, passando attraverso lo spazio quasi senza perdite, si trasforma nuovamente in energia termica. La radiazione termica non colpisce direttamente l'aria circostante, penetrandola liberamente. Le fonti industriali di calore radiante in base alla natura della radiazione possono essere suddivise in quattro gruppi:

* con una temperatura della superficie radiante fino a 500oC (superficie esterna dei forni, ecc.); il loro spettro contiene raggi infrarossi con una lunghezza d'onda di 1,9-3,7 micron;

* con temperatura superficiale da 500 a 1300oC (fiamma libera, ghisa fusa, ecc.); il loro spettro contiene prevalentemente raggi infrarossi con una lunghezza d'onda di 1,9-3,7 micron;

* con temperatura da 1300 a 1800oC (acciaio fuso, ecc.); il loro spettro contiene sia raggi infrarossi fino a quelli corti con lunghezza d'onda di 1,2-1,9 micron, sia quelli visibili di alta luminosità;

* con temperature superiori a 1800oC (fiamme di forni elettrici ad arco, saldatrici e così via.); il loro spettro di emissione contiene, insieme a raggi infrarossi e visibili, ultravioletti.

Radiazione gamma ionizzante reliquia Deriva magnetica due fotoni Spontaneo costretto

Radiazione infrarossa- radiazione elettromagnetica, che occupa la regione spettrale tra l'estremità rossa della luce visibile (con una lunghezza d'onda di λ = 0,74 µm) e la radiazione a microonde (λ ~ 1-2 mm).

Le proprietà ottiche delle sostanze nella radiazione infrarossa differiscono significativamente dalle loro proprietà nella radiazione visibile. Ad esempio, uno strato d'acqua di diversi centimetri è opaco alla radiazione infrarossa con λ = 1 µm. La radiazione infrarossa costituisce la maggior parte della radiazione emessa dalle lampade a incandescenza. lampade a scarica, circa il 50% della radiazione solare; Alcuni laser emettono radiazioni infrarosse. Per registrarlo utilizzano ricevitori termici e fotoelettrici, oltre a speciali materiali fotografici.

Ora l'intera gamma della radiazione infrarossa è divisa in tre componenti:

• regione delle onde corte: λ = 0,74-2,5 µm;
• regione delle onde medie: λ = 2,5-50 µm;
• regione delle onde lunghe: λ = 50-2000 µm;

Recentemente, il bordo a lunghezza d'onda lunga di questo intervallo è stato distinto in un intervallo separato e indipendente di onde elettromagnetiche - radiazione terahertz(radiazione submillimetrica).

La radiazione infrarossa è anche chiamata radiazione "termica", poiché la radiazione infrarossa proveniente da oggetti riscaldati viene percepita dalla pelle umana come una sensazione di calore. In questo caso, le lunghezze d'onda emesse dal corpo dipendono dalla temperatura di riscaldamento: maggiore è la temperatura, minore è la lunghezza d'onda e maggiore è l'intensità della radiazione. Lo spettro di radiazione di un corpo assolutamente nero a temperature relativamente basse (fino a diverse migliaia di Kelvin) si trova principalmente in questo intervallo. La radiazione infrarossa è emessa da atomi o ioni eccitati.

Storia della scoperta e caratteristiche generali

La radiazione infrarossa fu scoperta nel 1800 dall'astronomo inglese W. Herschel. Essendo impegnato nello studio del Sole, Herschel stava cercando un modo per ridurre il riscaldamento dello strumento con cui venivano fatte le osservazioni. Usando i termometri per determinare gli effetti di diverse parti dello spettro visibile, Herschel ha scoperto che il "calore massimo" si trova dietro il colore rosso saturo e, forse, "dietro la rifrazione visibile". Questo studio ha segnato l'inizio dello studio della radiazione infrarossa.

In precedenza, solo i corpi incandescenti o le scariche elettriche nei gas servivano come sorgenti di radiazioni infrarosse di laboratorio. Ora, sulla base di laser a stato solido ea gas molecolare, sono state realizzate moderne sorgenti di radiazione infrarossa a frequenza regolabile o fissa. Per registrare la radiazione nella regione del vicino infrarosso (fino a ~1,3 μm), vengono utilizzate speciali lastre fotografiche. Una gamma di sensibilità più ampia (fino a circa 25 micron) è posseduta da rivelatori fotoelettrici e fotoresistenze. La radiazione nella regione del lontano infrarosso viene registrata dai bolometri, rivelatori sensibili al riscaldamento della radiazione infrarossa.

Le apparecchiature IR sono ampiamente utilizzate in entrambi equipaggiamento militare(ad esempio per la guida missilistica) e civile (ad esempio nei sistemi di comunicazione in fibra ottica). Gli elementi ottici negli spettrometri IR sono lenti e prismi o reticoli di diffrazione e specchi. Per evitare l'assorbimento delle radiazioni nell'aria, gli spettrometri a infrarossi lontani sono prodotti in una versione sottovuoto.

Poiché gli spettri infrarossi sono associati ai movimenti rotazionali e vibrazionali in una molecola, nonché alle transizioni elettroniche negli atomi e nelle molecole, la spettroscopia IR fornisce importanti informazioni sulla struttura di atomi e molecole, nonché sulla struttura a bande dei cristalli.

Applicazione

La medicina

I raggi infrarossi sono usati in fisioterapia.

Telecomando

I diodi e i fotodiodi a infrarossi sono ampiamente utilizzati nei telecomandi, nei sistemi di automazione, sistemi di sicurezza, alcuni telefoni cellulari (infrarossi), ecc. I raggi infrarossi non distraggono l'attenzione di una persona a causa della loro invisibilità.

È interessante notare che la radiazione infrarossa di un telecomando domestico telecomando catturato facilmente con una fotocamera digitale.

Quando dipingi

Gli emettitori di infrarossi sono utilizzati nell'industria per asciugare le superfici verniciate. Il metodo di essiccazione a infrarossi presenta vantaggi significativi rispetto al metodo tradizionale a convezione. In primo luogo, questo è, ovviamente, un effetto economico. La velocità e l'energia consumate con l'essiccazione a infrarossi sono inferiori a quelle con i metodi tradizionali.

Sterilizzazione degli alimenti

Sterilizzato con radiazioni infrarosse prodotti alimentari ai fini della disinfezione.

Agente anticorrosivo

I raggi infrarossi vengono utilizzati per prevenire la corrosione delle superfici verniciate.

industria alimentare

Una caratteristica dell'uso della radiazione infrarossa nell'industria alimentare è la possibilità di penetrazione di un'onda elettromagnetica in prodotti porosi capillari come grano, cereali, farina, ecc. Fino a una profondità di 7 mm. Questo valore dipende dalla natura della superficie, dalla struttura, dalle proprietà del materiale e dalla risposta in frequenza della radiazione. Onda elettromagnetica un determinato intervallo di frequenza non ha solo un effetto termico, ma anche biologico sul prodotto, aiuta ad accelerare le trasformazioni biochimiche nei polimeri biologici (amido, proteine, lipidi). I nastri trasportatori di essiccazione possono essere utilizzati con successo durante la deposizione del grano nei granai e nell'industria della macinazione della farina.

Inoltre, la radiazione infrarossa è ampiamente utilizzata per il riscaldamento di ambienti e spazi esterni. I riscaldatori a infrarossi vengono utilizzati per organizzare il riscaldamento aggiuntivo o principale nei locali (case, appartamenti, uffici, ecc.), nonché per il riscaldamento locale di spazi esterni (bar all'aperto, gazebo, verande).

Lo svantaggio è la significativamente maggiore disuniformità del riscaldamento, che è completamente inaccettabile in numerosi processi tecnologici.

Controllo dell'autenticità del denaro

L'emettitore di infrarossi viene utilizzato nei dispositivi per il controllo del denaro. Applicati sulla banconota come uno degli elementi di sicurezza, speciali inchiostri metamerici sono visibili solo nella gamma degli infrarossi. I rilevatori di valuta a infrarossi sono i dispositivi più privi di errori per verificare l'autenticità del denaro. L'applicazione di tag a infrarossi alle banconote, a differenza di quelli a raggi ultravioletti, è costosa per i falsari e quindi economicamente non redditizia. Pertanto, i rilevatori di banconote con un emettitore IR integrato, oggi, sono i più protezione affidabile dai falsi.

dannoso per la salute

Una forte radiazione infrarossa in aree ad alto calore può essere pericolosa per gli occhi. È più pericoloso quando la radiazione non è accompagnata luce visibile. In tali luoghi è necessario indossare speciali occhiali protettivi per gli occhi.

Guarda anche

Altri metodi di trasferimento del calore

Metodi per la registrazione (registrazione) di spettri IR.

Appunti

Collegamenti

spettro elettromagnetico
radiazione γ | radiografia | UV | luce visibile | IR| radiazione terahertz | microonde | onde radio
Spettro visibile	viola | blu | blu | verde | giallo | arancione | rosso
Microonde	w | v | Q | K un | | Tu | | | |
onde radio	EHF/EHF | microonde/SHF | UHF/UHF | VHF/VHF | HF/HF | MF/MF | LF/LF | VLF/VLF | POLLICI/ULF | SLF/SLF | ELFO/ELF

Radiazione infrarossa (IR) è una radiazione elettromagnetica con una lunghezza d'onda maggiore della luce visibile, che si estende dall'estremità rossa nominale dello spettro visibile da 0,74 µm (micron) a 300 µm. Questo intervallo di lunghezze d'onda corrisponde a un intervallo di frequenza da circa 1 a 400 THz e include la maggior parte della radiazione termica emessa da oggetti vicini alla temperatura ambiente. La radiazione infrarossa viene emessa o assorbita dalle molecole quando cambiano i loro movimenti rotatori-vibratori. La presenza della radiazione infrarossa fu scoperta per la prima volta nel 1800 dall'astronomo William Herschel.

La maggior parte dell'energia del Sole arriva alla Terra sotto forma di radiazione infrarossa. luce del sole allo zenit fornisce un'illuminazione di poco più di 1 kilowatt per metro quadro sopra il livello del mare. Di questa energia, 527 watt sono radiazioni infrarosse, 445 watt sono luce visibile e 32 watt sono radiazioni ultraviolette.

La luce infrarossa è utilizzata in applicazioni industriali, scientifiche e mediche. I dispositivi di visione notturna che utilizzano la luce a infrarossi consentono alle persone di osservare gli animali che non possono essere visti al buio. In astronomia, l'imaging a infrarossi consente di osservare oggetti nascosti dalla polvere interstellare. Le telecamere a infrarossi vengono utilizzate per rilevare la perdita di calore nei sistemi isolati, osservare i cambiamenti nel flusso sanguigno nella pelle e per rilevare il surriscaldamento delle apparecchiature elettriche.

Confronto leggero
Nome	Lunghezza d'onda	Frequenza Hz)	Energia fotonica (eV)
raggi gamma	inferiore a 0,01 nm	più di 10 EHZ	124 keV - 300 + GeV
raggi X	Da 0,01 nm a 10 nm		124 eV a 124 keV
Raggi ultravioletti	10 nm - 380 nm	30PHZ - 790THz	Da 3,3 eV a 124 eV
luce visibile	380 nm - 750 nm	790 THz - 405 THz	1,7 eV - 3,3 eV
Radiazione infrarossa	750 nm - 1 mm	405 THz - 300 GHz	1,24 meV - 1,7 eV
Microonde	1 mm - 1 metro	300 GHz - 300 MHz	1,24 µeV - 1,24 meV
	1 mm - 100 km	300 GHz - 3 Hz	12,4 fev - 1,24 meV

Le immagini a infrarossi sono ampiamente utilizzate per applicazioni militari e civili. Le applicazioni militari includono sorveglianza, sorveglianza notturna, guida e localizzazione. L'uso non militare include l'analisi dell'efficienza termica, il monitoraggio ambiente, ispezione di siti industriali, telerilevamento della temperatura, comunicazione wireless a corto raggio, spettroscopia e previsioni meteorologiche. L'astronomia a infrarossi utilizza un sensore dotato di telescopi per penetrare in regioni polverose dello spazio come le nubi molecolari e rilevare oggetti come i pianeti.

Sebbene la regione del vicino infrarosso (780-1000 nm) sia stata a lungo considerata impossibile a causa del rumore nei pigmenti visivi, la sensazione di luce nel vicino infrarosso è sopravvissuta nelle carpe e in tre specie di ciclidi. I pesci utilizzano lo spettro del vicino infrarosso per catturare la preda e per l'orientamento fototattico mentre nuotano. Lo spettro del vicino infrarosso per i pesci può essere utile in condizioni di scarsa illuminazione al tramonto e in acque torbide.

Fotomodulazione

La luce nel vicino infrarosso, o fotomodulazione, viene utilizzata per il trattamento delle ulcere indotte dalla chemioterapia e per la guarigione delle ferite. Ci sono una serie di lavori relativi al trattamento del virus dell'herpes. Progetti di ricerca includere il lavoro sullo studio della centrale sistema nervoso e effetto terapeutico attraverso la regolazione del citocromo e delle ossidasi e altri possibili meccanismi.

dannoso per la salute

Forte radiazione infrarossa in determinati settori e modalità alte temperature può essere pericoloso per gli occhi, causando danni alla vista o cecità dell'utente. Poiché la radiazione è invisibile, è necessario indossare speciali occhiali a infrarossi in tali luoghi.

La Terra come emettitore di infrarossi

La superficie terrestre e le nuvole assorbono la radiazione visibile e invisibile dal sole e restituiscono la maggior parte dell'energia sotto forma di radiazione infrarossa nell'atmosfera. Alcune sostanze nell'atmosfera, principalmente goccioline di nubi e vapore acqueo, nonché anidride carbonica, metano, ossido nitrico, esafluoruro di zolfo e clorofluorocarburo assorbono la radiazione infrarossa e la restituiscono nuovamente in tutte le direzioni, compreso il ritorno sulla Terra. Pertanto, l'effetto serra mantiene l'atmosfera e la superficie molto più calde che se non ci fossero smorzatori di infrarossi nell'atmosfera.

Storia della scienza dell'infrarosso

La scoperta della radiazione infrarossa è attribuita a William Herschel, un astronomo, all'inizio del XIX secolo. Herschel pubblicò i risultati della sua ricerca nel 1800 alla Royal Society di Londra. Herschel utilizzava un prisma per rifrangere la luce del sole e rilevare la radiazione infrarossa, al di fuori della parte rossa dello spettro, attraverso un aumento della temperatura registrato su un termometro. Fu sorpreso dal risultato e li chiamò "raggi di calore". Il termine "radiazione infrarossa" è apparso solo alla fine del XIX secolo.

Altre date importanti includono:

• 1737: Emilie du Chatelet predice ciò che oggi è noto come radiazione infrarossa nella sua dissertazione.
• 1835: Macedonio Meglioni realizza le prime termopile con rivelatore a infrarossi.
• 1860: Gustav Kirchhoff formula il teorema del corpo nero.
• 1873: Willoughby Smith scopre la fotoconduttività del selenio.
• 1879: Formulata empiricamente la legge di Stefan-Boltzmann, secondo la quale l'energia irradiata da un corpo completamente nero è proporzionale.
• 1880 e 1890: Lord Rayleigh e Wilhelm Wien risolvono entrambi parte dell'equazione del corpo nero, ma entrambe le soluzioni sono approssimative. Questo problema è stato chiamato "catastrofe ultravioletta e catastrofe infrarossa".
• 1901: Max Planck Max Planck pubblica l'equazione e il teorema del corpo nero. Ha risolto il problema della quantizzazione delle transizioni energetiche ammissibili.
• 1905: Albert Einstein sviluppa la teoria dell'effetto fotoelettrico, che definisce i fotoni. Anche William Coblentz in spettroscopia e radiometria.
• 1917: Theodor Case sviluppa il sensore di solfuro di tallio; gli inglesi sviluppano il primo dispositivo di ricerca e localizzazione a infrarossi nella prima guerra mondiale e rilevano gli aerei entro un raggio di 1 miglio.
• 1935: sali di piombo - prima guida ai razzi nella seconda guerra mondiale.
• 1938: Tew Ta prevede che l'effetto piroelettrico potrebbe essere utilizzato per rilevare la radiazione infrarossa.
• 1952: N. Wilker scopre gli antimonidi, composti di antimonio con metalli.
• 1950: gli strumenti Paul Cruz e Texas formano immagini a infrarossi prima del 1955.
• Anni '50 e '60: specificazione e suddivisioni radiometriche definite da Fred Nicodemenas, Robert Clark Jones.
• 1958: WD Lawson (Royal Radar Establishment, Malvern) scopre le proprietà di rilevamento di un fotodiodo IR.
• 1958: Falcon sviluppa razzi a infrarossi e il primo libro di testo su sensori a infrarossi Paolo Cruz, ecc.
• 1961: Jay Cooper inventa il rilevamento piroelettrico.
• 1962: Kruse e Rodat promuovono i fotodiodi; sono disponibili elementi di segnali e line array.
• 1964: WG Evans scopre i termocettori a infrarossi in uno scarabeo.
• 1965: primo manuale agli infrarossi, prime termocamere commerciali; un laboratorio di visione notturna è stato formato nell'esercito degli Stati Uniti d'America (attualmente un laboratorio per il controllo della visione notturna e dei sensori elettronici.
• 1970: Willard Boyle e George E. Smith propongono un dispositivo ad accoppiamento di carica per il telefono per immagini.
• 1972: Creazione del modulo software generico.
• 1978: l'astronomia per immagini a infrarossi diventa maggiorenne, osservatorio pianificato, produzione in serie di antimonidi e fotodiodi e altri materiali.

I raggi infrarossi hanno una gamma diversa, che contribuisce alla loro penetrazione nel corpo umano in diversi strati. La loro lunghezza può variare da 780 a 10000 nm. A scopo terapeutico vengono utilizzate onde non superiori a 1400 nm, che penetrano fino a una profondità di 3 cm.

Il concetto del metodo

Il trattamento a infrarossi consiste nell'esporre una luce potente alle aree del corpo interessate. Può essere utilizzato sia in aggiunta che come terapia indipendente. A differenza dei raggi IR non contengono ultravioletti, il che riduce al minimo gli effetti collaterali.

Durante la procedura viene utilizzata luce polarizzata di una direzione stretta. La durata di una seduta dipende dalla complessità della diagnosi e dal risultato atteso.

In media, una procedura di trattamento IR dura da mezz'ora a 2 ore.

Le lunghe onde di radiazioni infrarosse sono fonte di salute e bellezza. Ne parla il video qui sotto:

I suoi tipi

La terapia a raggi infrarossi può essere di due tipi:

1. Locale;
2. Generale.

Nel primo caso, i raggi sono diretti a un'area specifica del corpo, nel secondo - all'intero corpo. La durata della sessione può essere di 15-30 minuti e può verificarsi fino a due volte al giorno. Il corso del trattamento è solitamente di 7-20 procedure.

Se l'esposizione ai raggi cade sul viso, è necessario proteggere gli occhi con appositi cuscinetti o occhiali.

Pro e contro

Grazie alle sue proprietà, i raggi IR vengono utilizzati attivamente medicina moderna. Il loro effetto sul corpo è nei seguenti processi:

• Stimolazione della circolazione sanguigna, compreso il cervello;
• Miglioramento della memoria;
• Normalizzazione della pressione sanguigna;
• Rimozione di sali e tossine dal corpo;
• Bloccando gli effetti di funghi e microbi dannosi;
• Normalizzazione della sfera ormonale;
• Effetto antinfiammatorio e analgesico;
• Migliorare l'immunità;
• Normalizzazione del bilancio idrico-sale.

Con tutti i suoi vantaggi, questo metodo di trattamento presenta anche degli svantaggi. Quindi, quando si utilizzano raggi ad ampio spettro, viene osservato e in alcuni casi si sviluppa. I raggi corti sono pericolosi per gli occhi. Con l'uso prolungato possono svilupparsi cataratta, paura della luce e altri disturbi visivi.

Indicazioni per la tenuta

Le principali indicazioni per la nomina del trattamento a infrarossi sono:

• Malattie dell'apparato muscolo-scheletrico, di natura degenerativa-distrofica;
• Complicazioni di lesioni, malattie delle articolazioni, nonché infiltrati e contratture;
• Ferite debolmente curative;
• Processi infiammatori in forma subacuta e cronica;
• Varie patologie della vista;
• Malattie delle vie respiratorie superiori (inclusa tonsillite, ad esempio, ecc.)
• Ustioni (incluse) e;
• , e altre malattie della pelle (compreso).
• Problemi di capelli (cosmetologia).

Controindicazioni

La procedura di trattamento IR è controindicata nei seguenti casi:

• , che non hanno deflusso di contenuti;
• Esacerbazione di malattie in forma cronica;
• Disponibilità ;
• Tubercolosi in forma aperta;
• malattie del sangue;
• Gravidanza e allattamento;
• Intolleranza individuale.

Preparazione per il trattamento a infrarossi

Non è richiesta alcuna preparazione prima di iniziare la procedura. Se i raggi infrarossi vengono utilizzati nel campo della cosmetologia, il medico può raccomandare un'ulteriore pulizia del viso prima della procedura prescritta. Anche in questa fase si chiarisce se il paziente ha controindicazioni alla procedura.

Affinché i raggi penetrino meglio nella pelle e non causino ustioni, la pelle deve essere lubrificata con un gel speciale. Poi c'è una preparazione diretta dell'area trattata del corpo. Alla fine della sessione, i resti della sostanza vengono rimossi dalla superficie della pelle, applicazione medicinale contro irritazioni e gonfiori.

Come si svolge la procedura

In istituzioni speciali

Durante la terapia con raggi infrarossi, non si dovrebbe avvertire un calore pronunciato. In condotta corretta trattamento, il paziente avverte un leggero e piacevole calore. Per la terapia possono essere utilizzati impacchi termici con bendaggi elettrici, lampade a raggi infrarossi, cabine a infrarossi e altre apparecchiature.

In ogni caso, il lavoro con i raggi riscalda l'aria circostante a 50-60 ° C, il che consente di eseguire una sessione sufficientemente a lungo. Quindi una visita alla cabina o alla capsula è consentita per 20-30 minuti e, con un effetto locale sul corpo, la durata della procedura aumenta a un'ora.

Questa tecnica può essere combinata con altri trattamenti fisioterapici. In questo caso, le procedure vengono assegnate sia contemporaneamente che in sequenza.

Questo video racconta il trattamento dell'IR:

A casa

Molto spesso per trattamento domiciliare Questi raggi utilizzano una speciale lampada a infrarossi. L'area della pelle che può essere irradiata viene attivamente irrorata di sangue e vi è un aumento dei processi metabolici su di essa. Questi cambiamenti nel corpo e hanno un effetto curativo.

Tutti i dispositivi medici che comportano l'impatto sul corpo dei raggi infrarossi hanno i propri standard e tecnologie operative, nonché limitazioni. Ecco perché la tecnologia della sessione dipende dal dispositivo specifico.

Conseguenze e possibili complicazioni

Le complicanze durante la terapia IR sono estremamente rare e si esprimono nei seguenti effetti indesiderati:

• menomazione visiva temporanea;
• Eccitabilità;
• Ansia.

Quando si utilizzano raggi nel campo della dermatologia e della cosmetologia, in rari casi si può osservare quanto segue:

• agitazione;
• Rapido affaticamento degli occhi;
• Emicrania;
• Nausea.

Dispositivo a infrarossi per il trattamento domiciliare

Recupero e cura dopo la terapia

Alla fine della sessione, sulla zona trattata della pelle può essere osservata una macchia rossa senza contorni chiari (). Scompare da solo, di regola, dopo 1-1,5 ore dopo la procedura.

INTRODUZIONE

L'imperfezione della propria natura, compensata dalla flessibilità dell'intelletto, spingeva costantemente una persona alla ricerca. Il desiderio di volare come un uccello, nuotare come un pesce o, diciamo, vedere di notte come un gatto, si è incarnato nella realtà quando sono state acquisite le conoscenze e la tecnologia richieste. La ricerca scientifica è stata spesso stimolata dalle esigenze dell'attività militare ei risultati sono stati determinati dal livello tecnologico esistente.

Ampliare il campo visivo per visualizzare informazioni inaccessibili agli occhi è uno dei compiti più difficili, poiché richiede una seria formazione scientifica e una notevole base tecnica ed economica. I primi risultati positivi in ​​questa direzione si ottennero negli anni '30. Il problema dell'osservazione in condizioni di scarsa illuminazione ha acquisito particolare rilevanza durante la seconda guerra mondiale.

Naturalmente, gli sforzi profusi in questa direzione hanno portato a progressi nella ricerca scientifica, nella medicina, nelle tecnologie della comunicazione e in altri campi.

FISICA DELLE RADIAZIONI INFRAROSSE

Radiazione infrarossa- radiazione elettromagnetica che occupa la regione spettrale tra l'estremità rossa della luce visibile (con una lunghezza d'onda (=
m) ed emissione radio a onde corte ( =
m) La radiazione infrarossa fu scoperta nel 1800 dallo scienziato inglese W. Herschel. 123 anni dopo la scoperta della radiazione infrarossa, il fisico sovietico A.A. Glagoleva-Arkadyeva ha ricevuto onde radio con una lunghezza d'onda di circa 80 micron, ad es. situato nella gamma di lunghezze d'onda dell'infrarosso. Ciò ha dimostrato che la luce, i raggi infrarossi e le onde radio sono della stessa natura, sono tutte solo varietà di onde elettromagnetiche ordinarie.

La radiazione infrarossa è anche chiamata radiazione "termica", poiché tutti i corpi, solidi e liquidi, riscaldati a una certa temperatura, irradiano energia nello spettro infrarosso.

FONTI IR

PRINCIPALI FONTI DI RADIAZIONE IR DI ALCUNI OGGETTI

Radiazione infrarossa da missili balistici e oggetti spaziali	radiazione infrarossa degli aerei	Radiazione infrarossa delle navi di superficie
torcia in marcia motore, che è un flusso di gas in fiamme che trasporta particelle solide sospese di cenere e fuliggine, che si formano durante la combustione del carburante per razzi. Corpo a razzo. Terra che riflette alcuni dei raggi del sole che la colpiscono. La Terra stessa.	Radiazioni provenienti dal Sole, dalla Terra, dalla Luna e da altre sorgenti riflesse dalla cellula dell'aeromobile. Autoirradiazione del tubo di prolunga e dell'ugello di un motore a turbogetto o dei tubi di scarico di motori alternativi. Radiazione termica propria del getto di gas di scarico. Radiazione termica propria della pelle dell'aereo, che si verifica a causa del riscaldamento aerodinamico durante il volo ad alta velocità.	Involucro del camino. scarico foro del camino

PRINCIPALI PROPRIETA' DELLA RADIAZIONE IR

1. Passa per dei corpi opachi, anche per la pioggia,

foschia, neve.

2. Produce un effetto chimico sulle lastre fotografiche.

3. Assorbito dalla sostanza, la riscalda.

4. Provoca un effetto fotoelettrico interno al germanio.

5. Invisibile.

6. Capace di fenomeni di interferenza e diffrazione.

7. Registrazione con metodi termici, fotoelettrici e

fotografico.

CARATTERISTICHE IR

Attenuazione fisica riflessa intrinseca

oggetti termici IR Radiazione IR caratteristiche IR

radiazione di radiazione negli sfondi di radiazione dell'atmosfera

Caratteristiche	Principale concetti
Radiazione termica propria di corpi riscaldati	Il concetto fondamentale è un corpo assolutamente nero. Un corpo assolutamente nero è un corpo che assorbe tutta la radiazione incidente su di esso a qualsiasi lunghezza d'onda. Distribuzione dell'intensità della radiazione del corpo nero (s/n di Planck): ,dove - luminosità spettrale della radiazione alla temperatura T, - lunghezza d'onda in micron, С1 e С2 - coefficienti costanti: С1=1,19* W*µm *centimetro *cfr , C2=1,44* µm*gradi Lunghezza d'onda massima (legge di Vienna): dove T è la temperatura corporea assoluta. Densità di radiazione integrale - Legge di Stefan - Boltzmann:
Radiazione IR riflessa dagli oggetti	La massima radiazione solare, che determina la componente riflessa, corrisponde a lunghezze d'onda inferiori a 0,75 μm e il 98% dell'energia totale della radiazione solare cade sulla regione spettrale fino a 3 μm. Spesso questa lunghezza d'onda è considerata il confine, separando la componente riflessa (solare) e quella intrinseca della radiazione IR degli oggetti. Pertanto, si può presumere che nella parte vicina dello spettro IR (fino a 3 μm) la componente riflessa sia determinante e la distribuzione della radianza sugli oggetti dipenda dalla distribuzione del coefficiente di riflessione e dell'irradianza. Per la parte più lontana dello spettro IR, l'autoirradiazione degli oggetti è decisiva e la distribuzione della radianza sulla loro area dipende dalla distribuzione dell'emissività e della temperatura. Nella parte delle onde medie dello spettro IR, devono essere presi in considerazione tutti e quattro i parametri.
Attenuazione della radiazione IR nell'atmosfera	Nella gamma di lunghezze d'onda IR, ci sono diverse finestre di trasparenza e la dipendenza della trasmissione atmosferica dalla lunghezza d'onda ha una forma molto complessa. L'attenuazione della radiazione IR è determinata dalle bande di assorbimento del vapore acqueo e dei componenti gassosi, principalmente anidride carbonica e ozono, nonché dai fenomeni di diffusione della radiazione. Vedi figura "Assorbimento IR".
Caratteristiche fisiche dei fondali di radiazione IR	La radiazione IR ha due componenti: la propria radiazione termica e la radiazione riflessa (diffusa) dal Sole e da altre sorgenti esterne. Nell'intervallo di lunghezze d'onda inferiori a 3 μm, domina la radiazione solare riflessa e diffusa. In questo intervallo di lunghezze d'onda, di regola, si può trascurare la radiazione termica intrinseca dei fondali. Al contrario, nell'intervallo di lunghezze d'onda superiori a 4 μm, predomina la radiazione termica intrinseca dei fondali e può essere trascurata la radiazione solare riflessa (diffusa). La gamma di lunghezze d'onda di 3-4 micron è, per così dire, transitoria. In questo intervallo si osserva un minimo pronunciato della luminosità delle formazioni di fondo.

ASSORBIMENTO IR

Spettro di trasmissione atmosferica nel vicino e medio infrarosso (1,2-40 µm) al livello del mare (curva inferiore nei grafici) ea quota 4000 m (curva superiore); nell'intervallo submillimetrico (300-500 micron), la radiazione non raggiunge la superficie terrestre.

IMPATTO SULL'UOMO

Sin dai tempi antichi, le persone erano ben consapevoli del potere benefico del calore o, in termini scientifici, della radiazione infrarossa.

Nello spettro infrarosso è presente una regione con lunghezze d'onda da circa 7 a 14 micron (la cosiddetta parte a lunghezza d'onda lunga della gamma infrarossa), che ha un effetto benefico davvero unico sul corpo umano. Questa parte della radiazione infrarossa corrisponde alla radiazione del corpo umano stesso con un massimo ad una lunghezza d'onda di circa 10 micron. Pertanto, il nostro corpo percepisce qualsiasi radiazione esterna con lunghezze d'onda come "proprie". La più famosa fonte naturale di raggi infrarossi sulla nostra Terra è il Sole, e la più famosa fonte artificiale di raggi infrarossi a onde lunghe in Russia è la stufa russa, e ogni persona ha necessariamente sperimentato i loro effetti benefici. La cottura degli alimenti con le onde a infrarossi rende gli alimenti particolarmente gustosi, preserva vitamine e minerali e non ha nulla a che fare con i forni a microonde.

Influenzando il corpo umano nella parte a lunghezza d'onda lunga della gamma infrarossa, si può ottenere un fenomeno chiamato "assorbimento risonante", in cui l'energia esterna sarà attivamente assorbita dal corpo. Come risultato di questo impatto, l'energia potenziale della cellula corporea aumenta e l'acqua non legata la lascia, l'attività di specifiche strutture cellulari aumenta, il livello di immunoglobuline aumenta, l'attività di enzimi ed estrogeni aumenta e si verificano altre reazioni biochimiche. Questo vale per tutti i tipi di cellule del corpo e sangue.

CARATTERISTICHE DELLE IMMAGINI IR DEGLI OGGETTI

Le immagini a infrarossi hanno una distribuzione insolita dei contrasti tra oggetti noti per l'osservatore a causa di una diversa distribuzione delle caratteristiche ottiche delle superfici degli oggetti nella gamma IR rispetto alla parte visibile dello spettro. La radiazione IR consente di rilevare oggetti nelle immagini IR che non sono visibili nelle normali fotografie. È possibile identificare le aree di alberi e arbusti danneggiati, nonché rivelare l'uso della vegetazione appena tagliata per mascherare gli oggetti. La diversa trasmissione dei toni nelle immagini ha portato alla realizzazione della cosiddetta ripresa multizona, in cui la stessa sezione del piano degli oggetti viene fotografata contemporaneamente in diverse zone dello spettro da una fotocamera multizona.

Un'altra caratteristica delle immagini IR, caratteristica delle mappe termiche, è che, oltre alla radiazione riflessa, la loro formazione coinvolge anche la radiazione intrinseca, e in alcuni casi solo essa. L'auto-radiazione è determinata dall'emissività delle superfici degli oggetti e dalla loro temperatura. Ciò consente di identificare le superfici riscaldate o le loro aree su mappe termiche completamente invisibili nelle fotografie e di utilizzare le immagini termiche come fonte di informazioni sullo stato di temperatura di un oggetto.

Le immagini IR forniscono anche informazioni sugli oggetti che non sono più presenti al momento dello scatto. Quindi, ad esempio, sulla superficie del sito nel parcheggio dell'aeromobile, viene conservato per qualche tempo il suo ritratto termico, che può essere registrato su un'immagine IR.

La quarta caratteristica delle mappe di calore è la possibilità di registrare oggetti sia in assenza di radiazione incidente che in assenza di differenze di temperatura; solo a causa delle differenze nell'emissività delle loro superfici. Questa proprietà consente di osservare oggetti nella completa oscurità e in tali condizioni in cui le differenze di temperatura sono equalizzate a impercettibili. In tali condizioni, le superfici metalliche non verniciate a bassa emissività sono particolarmente chiaramente identificate sullo sfondo di oggetti non metallici che sembrano più chiari ("scuri"), sebbene le loro temperature siano le stesse.

Un'altra caratteristica delle mappe di calore è associata al dinamismo dei processi termici che si verificano durante il giorno: in connessione con il naturale andamento quotidiano delle temperature, tutti gli oggetti sulla superficie terrestre partecipano a un processo di scambio termico in corso. La temperatura di ciascun corpo dipende dalle condizioni di scambio termico, Proprietà fisiche ambiente, proprietà proprie di un dato oggetto (capacità termica, conducibilità termica), ecc. A seconda di questi fattori, il rapporto di temperatura degli oggetti adiacenti cambia durante il giorno, quindi le mappe di calore ottenute in momenti diversi anche dagli stessi oggetti differiscono tra loro .

APPLICAZIONE DELLA RADIAZIONE INFRAROSSA

Nel ventunesimo secolo iniziò l'introduzione della radiazione infrarossa nelle nostre vite. Ora trova applicazione nell'industria e nella medicina, nella vita quotidiana e nell'agricoltura. È versatile e può essere utilizzato per un'ampia varietà di scopi. Sono utilizzati nella scienza forense, nella fisioterapia, nell'industria per l'essiccazione di prodotti verniciati, nelle pareti degli edifici, nel legno, nella frutta. Ottieni immagini di oggetti nell'oscurità, dispositivi per la visione notturna (binocoli notturni), nebbia.

Dispositivi per la visione notturna: la storia delle generazioni

Generazione zero
"Vetro di tela"	Sistemi a tre e due elettrodi
	Fotocatodo Polsino Elettrodo di focalizzazione
	metà degli anni '30
Philips Research Center, Olanda	All'estero - Zworykin, Farnsvord, Morton e von Ardenne; in URSS - G.A. Grinberg, AA Artimoviè
Questo tubo intensificatore di immagine era costituito da due coppe annidate l'una nell'altra, sul fondo piatto delle quali erano depositati un fotocatodo e un fosforo. La tensione ad alta tensione applicata a questi strati creati un campo elettrostatico che fornisce il trasferimento diretto di un'immagine elettronica da un fotocatodo a uno schermo con un fosforo. Come strato fotosensibile nel vetro Holst, è stato utilizzato un fotocatodo argento-ossigeno-cesio, che aveva una sensibilità piuttosto bassa, sebbene fosse operabile nell'intervallo fino a 1,1 μm. Inoltre, questo fotocatodo aveva alto livello rumore, che ha richiesto il raffreddamento a meno 40 °C per essere eliminato.	I progressi nell'ottica elettronica hanno permesso di sostituire il trasferimento diretto dell'immagine con la messa a fuoco di un campo elettrostatico. Il più grande svantaggio di un tubo intensificatore di immagine con trasferimento di immagini elettrostatico è un forte calo della risoluzione dal centro del campo visivo ai bordi a causa della non coincidenza dell'immagine dell'elettrone curvilineo con un fotocatodo e uno schermo piatti. Per risolvere questo problema, hanno iniziato a renderli sferici, il che ha notevolmente complicato il design delle lenti, che di solito sono progettate per superfici piane.
Prima generazione
Tubi intensificatori di immagine multistadio
URSS, MM Bootslov aziende RCA, ITT (USA), Philips (Paesi Bassi)
Le lenti piano-concave sono state sviluppate sulla base di piastre in fibra ottica (FOP), che sono un pacchetto di molti LED, e hanno iniziato ad essere installate al posto delle finestre di input e output. L'immagine ottica proiettata sulla superficie piana del FOP viene trasmessa senza distorsioni al lato concavo, che assicura la coniugazione delle superfici piane del fotocatodo e dello schermo con un campo di elettroni curvilinei. Come risultato dell'uso del VOP, la risoluzione sull'intero campo visivo è diventata la stessa del centro.
Seconda generazione
Amplificatore di emissione secondario		Pseudo binoculare
1- fotocatodo Piastra a 3 microcanali 4-schermo
		Negli anni '70
aziende statunitensi		ditta "Praxitronic" (Germania)
Questo elemento è un setaccio con canali regolarmente distanziati di circa 10 µm di diametro e non più di 1 mm di spessore. Il numero di canali è uguale al numero di elementi dell'immagine e ha l'ordine di 10 6 . Entrambe le superfici della piastra a microcanali (MCP) sono lucidate e metallizzate e tra di esse viene applicata una tensione di diverse centinaia di volt. Entrando nel canale, l'elettrone subisce collisioni con il muro e mette fuori combattimento gli elettroni secondari. Nel tiro campo elettrico questo processo viene ripetuto più volte, consentendo di ottenere un guadagno di NxlO pari a 4 volte. Per ottenere i canali MCP viene utilizzata una fibra ottica di composizione chimica eterogenea.		Sono stati sviluppati tubi intensificatori d'immagine con MCP di design biplanare, cioè senza lente elettrostatica, una sorta di ritorno tecnologico al trasferimento diretto, come nel "vetro di Holst", dell'immagine. I tubi intensificatori di immagine in miniatura risultanti hanno consentito di sviluppare occhiali per la visione notturna (NVG) di un sistema pseudobinoculare, in cui l'immagine di un tubo intensificatore di immagine viene suddivisa in due oculari utilizzando un prisma a dividere il raggio. La rotazione dell'immagine qui viene eseguita in mini-lenti aggiuntivi.
terza generazione
Intensificatore d'immagine P+ e SUPER II+
iniziata negli anni '70 fino ai nostri giorni
per lo più aziende americane
Lo sviluppo scientifico a lungo termine e la complessa tecnologia di produzione, che determinano l'alto costo del tubo intensificatore di immagine di terza generazione, sono compensati dalla sensibilità estremamente elevata del fotocatodo. La sensibilità integrata di alcuni campioni raggiunge i 2000 mA/W, la resa quantica (il rapporto tra il numero di elettroni emessi e il numero di quanti incidenti sul fotocatodo con lunghezza d'onda nella regione di massima sensibilità) supera il 30%! La risorsa di tali tubi intensificatori di immagine è di circa 3.000 ore, il costo varia da $ 600 a $ 900, a seconda del design.

PRINCIPALI CARATTERISTICHE DELL'IMMAGINE

Generazioni di intensificatori di immagini		Tipo di fotocatodo	Integrante sensibilità,	Sensibilità a lunghezze d'onda 830-850	Guadagno,	Conveniente gamma riconoscimento figure umane dentro condizioni di illuminazione notturna naturale, m
	"Vetro di tela"			circa 1, illuminazione IR
				solo al chiaro di luna o illuminatore IR
	Super II+ o II++

Radiazione infrarossa - radiazione elettromagnetica nella gamma di lunghezze d'onda da
m a
m. Come sorgente di radiazione infrarossa (IR) può essere considerato qualsiasi corpo (gassoso, liquido, solido) con una temperatura superiore allo zero assoluto (-273 ° C). L'analizzatore visivo umano non percepisce i raggi nella gamma degli infrarossi. Pertanto, specifici segni di smascheramento in questo intervallo si ottengono utilizzando dispositivi speciali (visione notturna, termocamere) che hanno una risoluzione peggiore dell'occhio umano. Nel caso generale, le caratteristiche di smascheramento di un oggetto nel campo IR includono: 1) caratteristiche geometriche aspetto esteriore oggetto (forma, dimensioni, dettagli della superficie); 2) temperatura superficiale. I raggi infrarossi sono assolutamente sicuri per il corpo umano, a differenza dei raggi X, degli ultravioletti o delle microonde. Non esiste un'area in cui il metodo naturale di trasferimento del calore non sarebbe utile. Dopotutto, tutti sanno che una persona non può diventare più intelligente della natura, possiamo solo imitarla.

BIBLIOGRAFIA

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