Apie infraraudonąją spinduliuotę

Iš infraraudonosios spinduliuotės tyrimo istorijos

Infraraudonoji spinduliuotė ar šiluminė spinduliuotė nėra XX ar XXI amžiaus atradimas. Infraraudonąją spinduliuotę 1800 metais atrado anglų astronomas W. Herschelis. Jis atrado, kad „maksimali šiluma“ yra už raudonos matomos spinduliuotės spalvos. Šis tyrimas buvo infraraudonosios spinduliuotės tyrimo pradžia. Daugelis žinomų mokslininkų įdėjo galvą į šios srities tyrimus. Tai tokie vardai kaip: vokiečių fizikas Vilhelmas Wienas(Vienos dėsnis), vokiečių fizikas Maksas Plankas(Planko formulė ir konstanta), škotų mokslininkas Džonas Leslis(šilumos spinduliuotės matavimo prietaisas – Leslie kubas), vokiečių fizikas Gustavas Kirchhofas(Kirchhoffo radiacijos dėsnis), austrų fizikas ir matematikas Josefas Stefanas ir austrų fizikas Stefanas Ludwigas Boltzmannas(Stefano-Boltzmanno įstatymas).

Žinių apie šiluminę spinduliuotę panaudojimas ir pritaikymas šiuolaikiniuose šildymo įrenginiuose išryškėjo tik šeštajame dešimtmetyje. SSRS spinduliavimo šildymo teorija buvo sukurta G. L. Polyak, S. N. Shorin, M. I. Kissin, A. A. Sander darbuose. Nuo 1956 m. SSRS buvo parašyta arba išversta į rusų kalbą daug techninių knygų šia tema ( bibliografija). Dėl energijos išteklių kainų pokyčių ir kovos už energijos vartojimo efektyvumą ir energijos taupymą, šiuolaikiniai infraraudonųjų spindulių šildytuvai plačiai naudojami buitiniams ir pramoniniams pastatams šildyti.

Saulės spinduliuotė – natūrali infraraudonoji spinduliuotė

Garsiausias ir reikšmingiausias natūralus infraraudonųjų spindulių šildytuvas yra Saulė. Iš esmės tai yra pažangiausias gamtoje žmonijai žinomas šildymo būdas. Saulės sistemoje Saulė yra galingiausias šiluminės spinduliuotės šaltinis, lemiantis gyvybę Žemėje. Esant saulės paviršiaus temperatūrai apie 6000 tūkst didžiausia spinduliuotė atsiranda esant 0,47 µm(atitinka gelsvai baltą). Saulė yra daug milijonų kilometrų atstumu nuo mūsų, tačiau tai netrukdo jai perduoti energijos per visą šią didžiulę erdvę, praktiškai jos (energijos) nesuvartojus, nešildant (erdvės). Priežastis ta, kad saulės infraraudonieji spinduliai kosmose sklinda ilgą kelią ir praktiškai nepraranda energijos. Kai spindulių kelyje susiduria su bet kokiu paviršiumi, jų energija, absorbuojama, virsta šiluma. Žemė, į kurią patenka saulės spinduliai, ir kiti objektai, kuriuos taip pat veikia saulės spinduliai, yra šildomi tiesiogiai. O žemė ir kiti Saulės šildomi objektai savo ruožtu išskiria šilumą mus supančiam orui ir taip jį šildo.

Tiek saulės spinduliuotės galia žemės paviršiuje, tiek jos spektrinė sudėtis labiausiai priklauso nuo Saulės aukščio virš horizonto. Skirtingi saulės spektro komponentai per žemės atmosferą praeina skirtingai.
Žemės paviršiuje saulės spinduliuotės spektras turi sudėtingesnę formą, kuri yra susijusi su absorbcija atmosferoje. Visų pirma, jame nėra aukšto dažnio ultravioletinės spinduliuotės dalies, kuri yra kenksminga gyviems organizmams. Prie išorinės žemės atmosferos ribos saulės spinduliuotės energijos srautas yra 1370 W/m²; (saulės konstanta), o didžiausia spinduliuotė atsiranda esant λ = 470 nm(mėlyna). Žemės paviršių pasiekiantis srautas yra žymiai mažesnis dėl absorbcijos atmosferoje. Palankiausiomis sąlygomis (saulė savo zenite) neviršija 1120 W/m²; (Maskvoje, vasaros saulėgrįžos metu - 930 W/m²), o didžiausia spinduliuotė atsiranda esant λ = 555 nm(žalia-geltona), kuri atitinka geriausią akių jautrumą ir tik ketvirtadalis šios spinduliuotės atsiranda ilgosios bangos spinduliuotės srityje, įskaitant antrinę spinduliuotę.

Tačiau saulės spinduliuotės energijos pobūdis visiškai skiriasi nuo spinduliuotės energijos, kurią skleidžia infraraudonųjų spindulių šildytuvai, naudojami patalpų šildymui. Saulės spinduliuotės energiją sudaro elektromagnetinės bangos, kurių fizinės ir biologinės savybės labai skiriasi nuo įprastų infraraudonųjų spindulių šildytuvų sklindančių elektromagnetinių bangų savybių, ypač saulės spinduliuotės baktericidinių ir gydomųjų (helioterapinių) savybių spinduliuotėje visiškai nėra. šaltiniai su žema temperatūra. Ir vis dėlto infraraudonųjų spindulių šildytuvai suteikia tą patį šiluminis efektas, kaip Saulė, būdama patogiausia ir ekonomiškiausia iš visų galimų šilumos šaltinių.

Infraraudonųjų spindulių prigimtis

Nuostabus vokiečių fizikas Maksas Plankas, tirdamas šiluminę spinduliuotę (infraraudonąją spinduliuotę), atrado jos atominę prigimtį. Šiluminė spinduliuotė- tai kūnų ar medžiagų skleidžiama elektromagnetinė spinduliuotė, atsirandanti dėl jos vidinės energijos, dėl to, kad kūno ar medžiagos atomai veikiami šilumos juda greičiau, o kietos medžiagos atveju – greičiau vibruoja. palyginti su pusiausvyros būsena. Šio judėjimo metu atomai susiduria, o susidūrę juos sužadina smūgis, o po to skleidžiamos elektromagnetinės bangos.
Visi objektai nuolat skleidžia ir sugeria elektromagnetinę energiją. Ši spinduliuotė yra nuolatinio elementarių įkrautų dalelių judėjimo materijoje pasekmė. Vienas iš pagrindinių klasikinės elektromagnetinės teorijos dėsnių teigia, kad įkrauta dalelė, judanti su pagreičiu, skleidžia energiją. Elektromagnetinė spinduliuotė (elektromagnetinės bangos) – erdvėje sklindančio elektromagnetinio lauko trikdymas, tai yra laiku kintantis periodinis elektromagnetinis signalas erdvėje, susidedantis iš elektrinių ir magnetinių laukų. Tai šiluminė spinduliuotė. Šiluminėje spinduliuotėje yra įvairaus bangos ilgio elektromagnetinių laukų. Kadangi atomai juda esant bet kokiai temperatūrai, visų kūnų temperatūra yra aukštesnė už absoliutaus nulio temperatūrą (-273°С), išskiria šilumą. Šiluminės spinduliuotės elektromagnetinių bangų energija, tai yra spinduliuotės stiprumas, priklauso nuo kūno temperatūros, jo atominės ir molekulinės sandaros, taip pat nuo kūno paviršiaus būklės. Šiluminė spinduliuotė atsiranda visais bangų ilgiais – nuo ​​trumpiausios iki itin ilgos, tačiau atsižvelgiama tik į tą praktinės svarbos šiluminę spinduliuotę, kuri atsiranda bangų ilgių diapazone: λ = 0,38 – 1000 µm(matomojoje ir infraraudonojoje elektromagnetinio spektro dalyse). Tačiau ne visa šviesa turi šiluminės spinduliuotės charakteristikas (pavyzdžiui, liuminescenciją), todėl pagrindiniu šiluminės spinduliuotės diapazonu galima laikyti tik infraraudonųjų spindulių spektrą. (λ = 0,78–1000 µm). Taip pat galite pridėti: sekciją su bangos ilgiu λ = 100 – 1000 µm, šildymo požiūriu – neįdomu.

Taigi šiluminė spinduliuotė yra viena iš elektromagnetinės spinduliuotės formų, atsirandančių dėl vidinės kūno energijos ir turinčios nenutrūkstamą spektrą, tai yra, ji yra elektromagnetinės spinduliuotės dalis, kurios energija, sugerta, sukelia šiluminį efektą. . Šiluminė spinduliuotė būdinga visiems kūnams.

Visi kūnai, kurių temperatūra aukštesnė už absoliutų nulį (-273°C), net jei jie nešviečia matoma šviesa, yra infraraudonųjų spindulių šaltinis ir skleidžia nenutrūkstamą infraraudonųjų spindulių spektrą. Tai reiškia, kad spinduliuotėje yra visų be išimties dažnių bangų, ir kalbėti apie spinduliuotę prie kokios nors konkrečios bangos yra visiškai beprasmiška.

Pagrindinės įprastinės infraraudonosios spinduliuotės sritys

Šiandien nėra vieningos infraraudonosios spinduliuotės skirstymo į sudedamąsias sritis (sritis) klasifikacijos. Tikslinėje techninėje literatūroje yra daugiau nei tuzinas infraraudonosios spinduliuotės srities padalijimo į komponentines sritis schemų, ir jos visos skiriasi viena nuo kitos. Kadangi visų tipų šiluminė elektromagnetinė spinduliuotė yra tos pačios prigimties, spinduliuotės klasifikavimas pagal bangos ilgį, atsižvelgiant į jų sukeliamą efektą, yra tik sąlyginis ir daugiausia priklauso nuo aptikimo technologijos skirtumų (spinduliavimo šaltinio tipo, skaitiklio tipo, jo jautrumo, ir kt.) ir radiacijos matavimo technikoje. Matematiškai, naudojant formules (Planck, Wien, Lambert ir kt.), taip pat neįmanoma nustatyti tikslių regionų ribų. Norint nustatyti bangos ilgį (maksimalią spinduliuotę), yra dvi skirtingos formulės (temperatūra ir dažnis), kurios duoda skirtingus rezultatus, apytiksliai skiriasi 1,8 kartų (tai yra vadinamasis Wien'o poslinkio dėsnis) ir plius, visi skaičiavimai atliekami absoliučiai JUODAM KŪNAI (idealizuotam objektui), kurio realybėje nėra. Tikri gamtoje aptinkami kūnai nepaklūsta šiems dėsniams ir vienu ar kitu laipsniu nuo jų nukrypsta.">!}
Realių kūnų spinduliuotė priklauso nuo daugybės specifinių kūno savybių (paviršiaus būklės, mikrostruktūros, sluoksnio storio ir kt.). Tai taip pat yra priežastis, kodėl skirtingi šaltiniai nurodo visiškai skirtingas radiacijos regionų ribų vertes. Visa tai rodo, kad temperatūra turi būti naudojama elektromagnetinei spinduliuotei apibūdinti labai atsargiai ir tam tikro dydžio tikslumu. Dar kartą pabrėžiu, kad skirstymas labai savavališkas!!!

Pateiksime infraraudonųjų spindulių srities sąlyginio padalijimo pavyzdžius (λ = 0,78–1000 µm)į atskiras sritis (informacija paimta tik iš Rusijos ir užsienio mokslininkų techninės literatūros). Aukščiau pateiktame paveikslėlyje parodyta, koks įvairus yra šis padalinys, todėl neturėtumėte prisirišti prie nė vieno iš jų. Jums tereikia žinoti, kad infraraudonųjų spindulių spektrą galima suskirstyti į kelias dalis nuo 2 iki 5. Regionas, kuris yra arčiau matomo spektro, paprastai vadinamas: artimas, artimas, trumpabangis ir tt Regionas, kuris yra arčiau mikrobangų spinduliavimo, yra toli, toli, ilgoji banga ir tt Pagal Vikipediją įprasta padalijimo schema atrodo taip: Netoli teritorija(Infraraudonųjų spindulių, NIR), Trumpųjų bangų regionas(trumpo bangos ilgio infraraudonieji spinduliai, SWIR), Vidutinės bangos sritis(vidutinio bangos ilgio infraraudonieji spinduliai, MWIR), Ilgo bangos ilgio sritis(Ilgo bangos ilgio infraraudonieji spinduliai, LWIR), Tolimas rajonas(Tolimųjų infraraudonųjų spindulių, FIR).

Infraraudonųjų spindulių savybės

Infraraudonieji spinduliai– Tai elektromagnetinė spinduliuotė, kurios prigimtis yra tokia pati kaip ir matoma šviesa, todėl jai taip pat galioja optikos dėsniai. Todėl, norėdami geriau įsivaizduoti šiluminės spinduliuotės procesą, turėtume nubrėžti analogiją su šviesos spinduliuote, kurią visi žinome ir galime stebėti. Tačiau nereikia pamiršti, kad infraraudonojoje spektro srityje esančių medžiagų optinės savybės (absorbcija, atspindys, skaidrumas, lūžis ir kt.) gerokai skiriasi nuo optinių savybių matomoje spektro dalyje. Būdingas infraraudonosios spinduliuotės bruožas yra tas, kad, skirtingai nuo kitų pagrindinių šilumos perdavimo tipų, nereikia perduoti tarpinės medžiagos. Oras, o ypač vakuumas, laikomas pralaidžiu infraraudoniesiems spinduliams, nors tai nėra visiškai tiesa su oru. Kai infraraudonoji spinduliuotė praeina per atmosferą (orą), pastebimas tam tikras šiluminės spinduliuotės susilpnėjimas. Taip yra dėl to, kad sausas ir švarus oras yra beveik skaidrus šilumos spinduliams, tačiau jei jame yra drėgmės garų pavidalu, susidaro vandens molekulės. (H2O), anglies dioksidas (CO 2), ozonas (O 3) ir kitos kietos ar skystos skendinčios dalelės, atspindinčios ir sugeriančios infraraudonuosius spindulius, tampa ne visai skaidria terpe ir dėl to infraraudonosios spinduliuotės srautas išsisklaido į skirtingas puses ir susilpnėja. Paprastai sklaida infraraudonojoje spektro srityje yra mažesnė nei matomoje. Tačiau kai nuostoliai, kuriuos sukelia sklaida matomoje spektro srityje, yra dideli, jie yra reikšmingi ir infraraudonųjų spindulių srityje. Išsklaidytos spinduliuotės intensyvumas kinta atvirkščiai proporcingai ketvirtajai bangos ilgio galiai. Jis reikšmingas tik trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių srityje ir greitai mažėja ilgesnės bangos ilgio spektro dalyje.

Azoto ir deguonies molekulės ore nesugeria infraraudonosios spinduliuotės, o susilpnina ją tik dėl sklaidos. Pakibusios dulkių dalelės taip pat sukelia infraraudonosios spinduliuotės sklaidą, o sklaidos kiekis priklauso nuo dalelių dydžių ir infraraudonosios spinduliuotės bangos ilgio santykio, kuo didesnės dalelės, tuo didesnė sklaida.

Vandens garai, anglies dioksidas, ozonas ir kitos atmosferoje esančios priemaišos selektyviai sugeria infraraudonąją spinduliuotę. Pavyzdžiui, vandens garai labai stipriai sugeria infraraudonąją spinduliuotę per visą infraraudonųjų spindulių spektro sritį, o anglies dioksidas sugeria infraraudonąją spinduliuotę vidutinio infraraudonųjų spindulių srityje.

Kalbant apie skysčius, jie gali būti skaidrūs arba nepermatomi infraraudoniesiems spinduliams. Pavyzdžiui, kelių centimetrų storio vandens sluoksnis yra skaidrus matomai spinduliuotei ir nepermatomas infraraudoniesiems spinduliams, kurių bangos ilgis didesnis nei 1 mikronas.

Kietosios medžiagos(kūnai), savo ruožtu, daugeliu atvejų nepralaidūs šiluminei spinduliuotei, bet yra išimčių. Pavyzdžiui, silicio plokštelės, nepermatomos matomoje srityje, yra skaidrios infraraudonųjų spindulių srityje, o kvarcas, priešingai, yra permatomos šviesos spinduliuotei, bet nepermatomos šiluminiams spinduliams, kurių bangos ilgis didesnis nei 4 mikronai. Būtent dėl ​​šios priežasties kvarcinis stiklas nenaudojamas infraraudonųjų spindulių šildytuvuose. Paprastas stiklas, skirtingai nei kvarcinis, yra iš dalies skaidrus infraraudoniesiems spinduliams, jis taip pat gali sugerti nemažą dalį infraraudonosios spinduliuotės tam tikruose spektriniuose diapazonuose, tačiau neperduoda ultravioletinės spinduliuotės. Akmens druska taip pat yra skaidri šiluminei spinduliuotei. Metalai dažniausiai turi infraraudonosios spinduliuotės atspindžio koeficientą, kuris yra daug didesnis nei matomos šviesos, kuris didėja didėjant infraraudonosios spinduliuotės bangos ilgiui. Pavyzdžiui, aliuminio, aukso, sidabro ir vario atspindys, kai bangos ilgis yra apie 10 µm pasiekia 98% , kuris yra žymiai didesnis nei matomo spektro, ši savybė plačiai naudojama projektuojant infraraudonųjų spindulių šildytuvus.

Čia užtenka kaip pavyzdį pateikti šiltnamių įstiklintus karkasus: stiklas praktiškai praleidžia didžiąją saulės spinduliuotės dalį, o kita vertus, įkaitusi žemė skleidžia ilgo ilgio bangas (apie 10 µm), kurio atžvilgiu stiklas elgiasi kaip nepermatomas kūnas. Dėl šios priežasties šiltnamių viduje temperatūra palaikoma ilgą laiką, daug aukštesnė už lauko oro temperatūrą, net ir pasibaigus saulės spinduliuotei.

Spindulinis šilumos perdavimas vaidina svarbų vaidmenį žmogaus gyvenime. Žmogus į aplinką perduoda šilumą, susidariusią fiziologinio proceso metu, daugiausia per spinduliavimo šilumos mainus ir konvekciją. Naudojant spindulinį (infraraudonųjų spindulių) šildymą, žmogaus kūno šilumos mainų spinduliuotės komponentas sumažėja dėl aukštesnės temperatūros, kuri atsiranda tiek šildymo įrenginio paviršiuje, tiek kai kurių vidinių atitvarų konstrukcijų paviršiuje, todėl, užtikrinant tą patį šilumos pojūtis, konvekciniai šilumos nuostoliai gali būti didesni, tie. Kambario temperatūra gali būti žemesnė.

Taigi spinduliuotės šilumos mainai vaidina lemiamą vaidmenį formuojant žmogaus šiluminio komforto jausmą.

Kai žmogus yra infraraudonųjų spindulių šildytuvo diapazone, IR spinduliai per odą prasiskverbia į žmogaus kūną, o skirtingi odos sluoksniai skirtingai atspindi ir sugeria šiuos spindulius. Su infraraudonaisiais spinduliais spindulių prasiskverbimas yra žymiai mažesnis, palyginti su trumpųjų bangų spinduliuotė. Odos audinyje esančios drėgmės sugerties gebėjimas yra labai didelis, o oda sugeria daugiau nei 90% kūno paviršių pasiekiančios spinduliuotės. Nerviniai receptoriai, kurie jaučia šilumą, yra išoriniame odos sluoksnyje. Sugerti infraraudonieji spinduliai sužadina šiuos receptorius, o tai sukelia žmogui šilumos jausmą.

Infraraudonieji spinduliai turi vietinį ir bendrą poveikį. Trumpųjų bangų infraraudonoji spinduliuotė, skirtingai nuo ilgųjų bangų infraraudonųjų spindulių, gali sukelti odos paraudimą švitinimo vietoje, kuris refleksiškai pasklinda 2-3 cm aplink apšvitintą vietą. Taip yra dėl to, kad išsiplečia kapiliarų kraujagyslės ir sustiprėja kraujotaka. Netrukus spinduliuotės vietoje gali atsirasti pūslė, kuri vėliau virsta šašu. Taip pat pataikius trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių spinduliai į regos organus, gali atsirasti katarakta.

Aukščiau išvardytos galimos poveikio pasekmės trumpųjų bangų IR šildytuvas, nereikėtų painioti su poveikiu ilgų bangų IR šildytuvas. Kaip jau minėta, ilgųjų bangų infraraudonieji spinduliai sugeriami pačiame odos sluoksnio viršuje ir sukelia tik paprastą šiluminį efektą.

Spindulinio šildymo naudojimas neturėtų kelti pavojaus žmonėms ar sukurti nepatogaus mikroklimato patalpoje.

Spindulinis šildymas gali užtikrinti patogias sąlygas žemesnėje temperatūroje. Naudojant spindulinį šildymą, patalpų oras yra švaresnis, nes oro srauto greitis mažesnis, o tai sumažina dulkių taršą. Taip pat kaitinant nevyksta dulkių skilimas, nes ilgųjų bangų šildytuvo spinduliuojančios plokštės temperatūra niekada nepasiekia dulkėms skaidytis reikalingos temperatūros.

Kuo šaltesnis šilumos skleidėjas, tuo jis nekenksmingesnis žmogaus organizmui, tuo ilgiau žmogus gali išbūti šildytuvo veikimo zonoje.

Ilgas žmogaus buvimas šalia AUKŠTOS TEMPERATŪROS šilumos šaltinio (daugiau nei 300°C) kenkia žmogaus sveikatai.

Infraraudonųjų spindulių poveikis žmonių sveikatai.

Kaip žmogaus kūnas skleidžia infraraudonieji spinduliai, ir juos sugeria. IR spinduliai per odą prasiskverbia į žmogaus kūną, o skirtingi odos sluoksniai skirtingai atspindi ir sugeria šiuos spindulius. Ilgųjų bangų spinduliuotė į žmogaus kūną prasiskverbia žymiai mažiau, palyginti su trumpųjų bangų spinduliuotė. Drėgmė odos audinyje sugeria daugiau nei 90% kūno paviršių pasiekiančios spinduliuotės. Nerviniai receptoriai, kurie jaučia šilumą, yra išoriniame odos sluoksnyje. Sugerti infraraudonieji spinduliai sužadina šiuos receptorius, o tai sukelia žmogui šilumos jausmą. Trumpųjų bangų infraraudonoji spinduliuotė prasiskverbia į kūną giliausiai, sukeldama maksimalų jo įkaitinimą. Dėl šio poveikio padidėja potenciali organizmo ląstelių energija, iš jų pasišalins nesurištas vanduo, padidėja specifinių ląstelių struktūrų aktyvumas, imunoglobulinų lygis, fermentų ir estrogenų aktyvumas bei kitos biocheminės reakcijos. . Tai taikoma visų tipų kūno ląstelėms ir kraujui. Tačiau Ilgalaikis trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių poveikis žmogaus organizmui yra nepageidautinas. Būtent šiuo turtu jis pagrįstas terminio apdorojimo efektas, plačiai naudojamas mūsų ir užsienio klinikų kineziterapijos kabinetuose, ir atkreipkite dėmesį, kad procedūrų trukmė yra ribota. Tačiau duomenys apribojimai netaikomi ilgųjų bangų infraraudonųjų spindulių šildytuvams. Svarbi savybė infraraudonoji spinduliuotė– spinduliavimo bangos ilgis (dažnis). Šiuolaikiniai tyrimai biotechnologijų srityje parodė, kad taip ilgųjų bangų infraraudonoji spinduliuotė turi išskirtinę reikšmę visų gyvybės formų vystymuisi Žemėje. Dėl šios priežasties jis dar vadinamas biogenetiniais spinduliais arba gyvybės spinduliais. Mūsų kūnas spinduliuoja pats ilgos infraraudonosios bangos, bet jį patį taip pat reikia nuolat maitinti ilgų bangų karštis. Jeigu ši spinduliuotė pradeda mažėti arba ja nuolat nepasipildo žmogaus organizmas, tuomet organizmą puola įvairios ligos, žmogus greitai sensta bendro savijautos pablogėjimo fone. Toliau infraraudonoji spinduliuotė normalizuoja medžiagų apykaitos procesą ir pašalina ligos priežastį, o ne tik jos simptomus.

Su tokiu šildymu galvos neskaudės nuo perkaitusio oro po lubomis sukelto tvankumo, kaip dirbant konvekcinis šildymas, - kai nuolat norisi atidaryti langą ir įsileisti gryno oro (išleisdamas įkaitusį orą).

Veikiant 70-100 W/m2 intensyvumo infraraudonąją spinduliuotę, organizme sustiprėja biocheminių procesų aktyvumas, dėl to pagerėja bendra žmogaus būklė. Tačiau yra standartai ir jų reikia laikytis. Yra saugaus buitinių ir pramoninių patalpų šildymo, medicininių ir kosmetinių procedūrų trukmės, darbo HOT dirbtuvėse standartai ir kt. Nepamirškite apie tai. Tinkamai naudojant infraraudonųjų spindulių šildytuvus, VISIEŠKAI JOKIOS neigiamos įtakos organizmui nedaroma.

Infraraudonoji spinduliuotė, infraraudonieji spinduliai, infraraudonųjų spindulių savybės, infraraudonųjų šildytuvų spinduliavimo spektras

Infraraudonieji spinduliai, infraraudonieji spinduliai, infraraudonųjų spindulių savybės, infraraudonųjų spindulių SPEKTRAS Kaliningradas

ŠILDYTUVŲ SAVYBĖS ŠILDYTUVŲ SPINDULIAVIMO SPEKTRAS BANGNĖS ILGĖS ILGOS BANGOS VIDUTINĖS BANGOS TRUMPOJI BANGĖ ŠVIESUS TAMSIAI PILKA ŽENA SVEIKATAI POVEIKIS ŽMOGAUI Kaliningradas

ĮVADAS

Savo prigimties netobulumas, kompensuojamas intelekto lankstumu, nuolat pastūmėjo žmogų ieškoti. Noras skristi kaip paukštis, plaukti kaip žuvis ar, tarkim, pamatyti naktį kaip katė, išsipildė, kai buvo įgytos reikiamos žinios ir technologijos. Mokslinius tyrimus dažnai paskatino karinės veiklos poreikiai, o rezultatus lėmė esamas technologinis lygis.

Regėjimo diapazono išplėtimas, kad būtų galima vizualizuoti akiai neprieinamą informaciją, yra viena iš sunkiausių užduočių, nes tam reikia rimto mokslinio pasirengimo ir nemažos techninės bei ekonominės bazės. Pirmieji sėkmingi rezultatai šia kryptimi buvo gauti XX amžiaus 30-aisiais. Stebėjimo prasto apšvietimo sąlygomis problema tapo ypač aktuali Antrojo pasaulinio karo metais.

Natūralu, kad įdėtos pastangos šia kryptimi lėmė pažangą mokslinių tyrimų, medicinos, ryšių technologijų ir kitose srityse.

INFRAUDONŲJŲ SPINDULIŲ FIZIKA

Infraraudonoji spinduliuotė- elektromagnetinė spinduliuotė, užimanti spektrinę sritį tarp matomos šviesos raudonojo galo (su bangos ilgiu (=
m) ir trumpųjų bangų radijo spinduliuotė ( =
m).Infraraudonąją spinduliuotę 1800 metais atrado anglų mokslininkas W. Herschelis. Praėjus 123 metams po infraraudonosios spinduliuotės atradimo, sovietų fizikas A.A. Glagoleva-Arkadjeva gavo maždaug 80 mikronų bangos ilgio radijo bangas, t.y. esantis infraraudonųjų spindulių bangų ilgių diapazone. Tai įrodė, kad šviesa, infraraudonieji spinduliai ir radijo bangos yra tos pačios prigimties, visa tai tik įprastų elektromagnetinių bangų variantai.

Infraraudonoji spinduliuotė taip pat vadinama „termine“ spinduliuote, nes visi kūnai, kieti ir skysti, įkaitinti iki tam tikros temperatūros, spinduliuoja energiją infraraudonųjų spindulių spektre.

IR SPINDULIAVIMO ŠALTINIAI

PAGRINDINIAI KAI KURIŲ OBJEKTŲ IR SPINDULIAVIMO ŠALTINIAI

PAGRINDINĖS IR SPINDULIAVIMO SAVYBĖS

1. Praeina per kai kuriuos nepermatomus kūnus, taip pat ir per lietų,

migla, sniegas.

2. Sukuria cheminį poveikį fotografinėms plokštėms.

3. Sugerta medžiagos, ji ją įkaitina.

4. Germanyje sukelia vidinį fotoelektrinį efektą.

5. Nematomas.

6. Geba trikdžių ir difrakcijos reiškiniams.

7. Registruojamas terminiais metodais, fotoelektriniais ir

fotografinis.

IR SPINDULIACIJOS CHARAKTERISTIKOS

Nuosavų atspindėtas susilpnėjimas fizinis

šiluminiai objektai IR IR spinduliuotės savybės IR

radiacinė spinduliuotė atmosferoje radiaciniai fonai

Trumpesnio nei 3 mikronų bangų diapazone dominuoja atspindėta ir išsklaidyta saulės spinduliuotė. Šiame bangos ilgio diapazone, kaip taisyklė, galima nepaisyti vidinės fono šiluminės spinduliuotės. Priešingai, daugiau nei 4 μm bangos ilgių diapazone vyrauja vidinė fonų šiluminė spinduliuotė, o atspindėtos (išsklaidytos) saulės spinduliuotės galima nepaisyti. 3-4 mikronų bangos ilgių diapazonas yra tarsi pereinamasis.

Šiame diapazone yra ryškus fono darinių ryškumo minimumas.

IR SPINDULIAVIMO SUVIRTIMAS

Nuo seniausių laikų žmonės puikiai žinojo apie naudingą šilumos arba, moksliniu požiūriu, infraraudonosios spinduliuotės galią.

Infraraudonųjų spindulių spektre yra sritis, kurios bangos ilgis yra nuo 7 iki 14 mikronų (vadinamoji ilgosios bangos infraraudonųjų spindulių diapazono dalis), kuri turi tikrai unikalų teigiamą poveikį žmogaus organizmui. Ši infraraudonosios spinduliuotės dalis atitinka paties žmogaus kūno spinduliuotę, kurios maksimumas yra apie 10 mikronų bangos ilgio. Todėl mūsų kūnas bet kokią išorinę spinduliuotę su tokio ilgio bangomis suvokia kaip „savo“. Garsiausias natūralus infraraudonųjų spindulių šaltinis mūsų Žemėje yra Saulė, o garsiausias dirbtinis ilgųjų bangų infraraudonųjų spindulių šaltinis Rusijoje yra rusiška krosnelė, ir kiekvienas žmogus tikrai patyrė teigiamą jų poveikį. Gaminant su infraraudonųjų spindulių bangomis maistas tampa ypač skanus, išsaugomi vitaminai ir mineralai, o tai neturi nieko bendra su mikrobangų krosnelėmis.

Paveikiant žmogaus kūną ilgųjų bangų infraraudonųjų spindulių diapazone, galima gauti reiškinį, vadinamą „rezonanso sugertimi“, kurio metu organizmas aktyviai įsisavins išorinę energiją. Dėl šio poveikio padidėja potenciali kūno ląstelės energija, o nesurištas vanduo iš jos išeina, padidėja specifinių ląstelių struktūrų aktyvumas, imunoglobulinų lygis, fermentų ir estrogenų aktyvumas, vyksta kitos biocheminės reakcijos. Tai taikoma visų tipų kūno ląstelėms ir kraujui.

OBJEKTŲ VAIZDŲ SAVYBĖS IR DIAPONUOSE

Esant tokioms sąlygoms, nedažyti metaliniai paviršiai su maža spinduliuote ypač aiškiai matomi nemetalinių objektų fone, kurie atrodo šviesesni („tamsūs“), nors jų temperatūra yra vienoda.

Dvidešimt pirmame amžiuje infraraudonosios spinduliuotės įvedimas į mūsų gyvenimą prasidėjo. Dabar jis naudojamas pramonėje ir medicinoje, kasdieniame gyvenime ir žemės ūkyje. Jis yra universalus ir gali būti naudojamas įvairiems tikslams. Naudojamas kriminalistikoje, fizioterapijoje ir pramonėje dažytų gaminių, pastatų sienų, medienos ir vaisių džiovinimui. Gaukite objektų tamsoje, naktinio matymo prietaisų (naktinių žiūronų) ir rūko vaizdus.

Naktinio matymo prietaisai – kartų istorija

PAGRINDINĖS EOF CHARAKTERISTIKOS

Infraraudonoji spinduliuotė yra elektromagnetinė spinduliuotė bangos ilgio diapazone nuo
m iki
m Bet koks kūnas (dujinis, skystas, kietas), kurio temperatūra aukštesnė nei absoliutus nulis (-273°C), gali būti laikomas infraraudonosios (IR) spinduliuotės šaltiniu. Žmogaus regėjimo analizatorius nesuvokia spindulių infraraudonųjų spindulių diapazone. Todėl rūšiai būdingos demaskavimo savybės šiame diapazone gaunamos naudojant specialius prietaisus (naktinį matymą, termovizorius), kurių skiriamoji geba yra blogesnė nei žmogaus akies. Apskritai, IR diapazone esančio objekto demaskavimo ypatybės yra šios: 1) objekto išvaizdos geometrinės charakteristikos (forma, matmenys, paviršiaus detalės); 2) paviršiaus temperatūra. Infraraudonieji spinduliai yra visiškai saugūs žmogaus organizmui, skirtingai nei rentgeno, ultravioletiniai ar mikrobangų spinduliai. Nėra tokios srities, kur natūralus šilumos perdavimo būdas nebūtų naudingas. Juk visi žino, kad žmogus negali tapti protingesnis už gamtą, mes galime ją tik mėgdžioti.

NUORODOS

1. Kurbatovas L.N. Trumpas naktinio matymo prietaisų, pagrįstų elektroniniais optiniais keitikliais ir vaizdo stiprintuvais, kūrimo istorija // Numeris. Gynyba Technikai. Ser. 11. - 1994 m

2. Koščavcevas N.F., Volkovas V.G. Naktinio matymo prietaisai // Problema. Gynyba Technikai. Ser. P. – 1993 – leidimas. 3 (138).

3. Lecomte J., Infraraudonoji spinduliuotė. M.: 2002. 410 p.

4. Menshakov Yu.K., M51 Objektų ir informacijos apsauga nuo techninių žvalgybos priemonių. M.: Rusų. valstybė Humanitarinė. U-t, 2002. 399 p.

Infraraudonosios spinduliuotės atradimas
Šilumos mainų tipai
Fizinės savybės
Žmonėms palankus IR bangų diapazonas

Anglų mokslininkas Herschel W. 1800 m., tyrinėdamas saulės šviesą, nustatė, kad saulės spinduliuose, kai jie suskaidomi į atskirus spektrus, naudojant prizmę už raudono matomo spektro, termometro rodmenys didėja. Šioje srityje esantis termometras rodė aukštesnę temperatūrą nei etaloninis termometras. Vėliau buvo nustatyta, kad šių spindulių savybės yra pagrįstos optikos dėsniais, ir paaiškėjo, kad jų prigimtis yra tokia pati kaip šviesos spinduliuotė. Taip buvo atrasta infraraudonoji spinduliuotė.

Paaiškinkime, kaip karšti objektai išskiria šilumą aplink juos esantiems objektams:
šilumos perdavimas(šilumos mainai tarp kūnų susilietus arba per separatorių),
konvekcija(šilumos perdavimas aušinimo skysčiu, skysčiu ar dujomis iš šilumos šaltinio į šaltesnius objektus)
šiluminė spinduliuotė(elektromagnetinės spinduliuotės srautas tam tikro bangos ilgio diapazone, kurį skleidžia medžiaga, pagrįsta jos vidine energijos pertekliumi).

Visi mus supančio materialaus pasaulio objektai yra šiluminės spinduliuotės šaltiniai ir kartu sugertuvai.
Šiluminė spinduliuotė, kurios pagrindas yra infraraudonieji spinduliai, yra elektromagnetinių spindulių srautas, atitinkantis optikos dėsnius ir turintis tokią pat prigimtį kaip ir šviesos spinduliuotė. IR spindulys yra tarp raudonos šviesos, kurią suvokia žmonės (0,7 µm) ir trumpųjų bangų radijo spinduliuotės (1–2 mm). Be to, IR spektro sritis yra padalinta į trumpųjų bangų (0,7–2 µm), vidutinės bangos (nuo 2 iki 5,1 µm), ilga banga(5,1–200 µm). Infraraudonuosius spindulius skleidžia visos medžiagos skystas ir kietas, o Skleidžiamos bangos ilgis priklauso nuo medžiagos temperatūros. Esant aukštesnei temperatūrai, medžiagos skleidžiamos bangos ilgis yra trumpesnis, tačiau spinduliavimo intensyvumas didesnis.

Ilgųjų bangų spinduliuotės diapazone (nuo 9 iki 11 mikronų) yra palankiausia žmogui šiluminė spinduliuotė. Ilgųjų bangų emiteriai turi žemesnę spinduliuotės paviršiaus temperatūrą ir yra apibūdinami kaip tamsūs – esant žemai paviršiaus temperatūrai jie nešviečia (iki 300°C). Vidutinės bangos spinduliuotės su aukštesne paviršiaus temperatūra charakterizuojamos kaip pilkos, turinčios maksimalią kūno temperatūrą, skleidžia trumpąsias bangas, jos vadinamos baltomis arba šviesiomis.

Sovietų mokslininkų patvirtinimas

Infraraudonųjų spindulių fizinės savybės

Infraraudonųjų spindulių atveju yra daug skirtumų nuo matomos šviesos optinių savybių. (skaidrumas, atspindys, lūžio rodiklis) Pavyzdžiui, IR spinduliuotė, kurios bangos ilgis didesnis nei 1 mikronas, absorbuojamas vandens 1-2 cm sluoksnyje, todėl vanduo kai kuriais atvejais naudojamas kaip šilumos apsauga. Silicio lakštas yra nepermatomas matomoje srityje, bet skaidrus infraraudonųjų spindulių. Nemažai metalų turi refleksinės savybės kurios infraraudonajai spinduliuotei yra didesnės nei žmogaus suvokiamai šviesai, be to, jų savybės žymiai pagerėja didėjant spinduliuotės bangos ilgiui. Būtent, Al, Au, Ag atspindžio indeksas, kai bangos ilgis yra apie 10 mikronų, artėja prie 98%. Atsižvelgiant į šias medžiagų savybes, jos naudojamos infraraudonųjų spindulių įrangos gamyboje. Medžiagos, kurios yra skaidrios infraraudoniesiems spinduliams – kaip infraraudonųjų spindulių skleidėjai (kvarcas, keramika), medžiagos, turinčios didelį gebėjimą atspindėti spindulius – kaip reflektoriai, leidžiantys fokusuoti IR spinduliuotę norima kryptimi (daugiausia aliuminis).

Taip pat svarbu žinoti apie infraraudonosios spinduliuotės sugerties ir sklaidos savybes. Infraraudonieji spinduliai sklinda oru beveik netrukdomi. Būtent, pačios azoto ir deguonies molekulės nesugeria infraraudonųjų spindulių, o tik šiek tiek išsklaido, sumažindamos intensyvumą. Vandens garai, ozonas, anglies dioksidas, kaip ir kitos ore esančios priemaišos, sugeria infraraudonąją spinduliuotę: vandens garai – beveik visame infraraudonųjų spindulių spektro regione, anglies dioksidas – infraraudonųjų spindulių srities vidurinėje dalyje. Mažų dalelių buvimas ore - dulkės, dūmai, maži skysčių lašai - silpnina infraraudonosios spinduliuotės stiprumą, nes ji išsisklaidys ant šių dalelių.

Infraraudonoji spinduliuotė- elektromagnetinė spinduliuotė, užimanti spektrinę sritį tarp matomos šviesos raudonojo galo (kurios bangos ilgis λ = 0,74 μm) ir mikrobangų spinduliuotės (λ ~ 1-2 mm).

Infraraudonosios spinduliuotės medžiagų optinės savybės labai skiriasi nuo matomos spinduliuotės savybių. Pavyzdžiui, kelių centimetrų vandens sluoksnis yra nepermatomas infraraudoniesiems spinduliams, kurių λ = 1 μm. Infraraudonoji spinduliuotė sudaro didžiąją dalį kaitinamųjų lempų, dujų išlydžio lempų spinduliuotės ir apie 50 % saulės spinduliuotės; Kai kurie lazeriai skleidžia infraraudonąją spinduliuotę. Jai registruoti jie naudoja šiluminius ir fotoelektrinius imtuvus, taip pat specialias fotografines medžiagas.

Dabar visas infraraudonosios spinduliuotės diapazonas yra padalintas į tris komponentus:

• trumpųjų bangų sritis: λ = 0,74-2,5 µm;
• vidutinės bangos sritis: λ = 2,5-50 µm;
• ilgosios bangos sritis: λ = 50-2000 µm;

Neseniai šio diapazono ilgųjų bangų kraštas buvo atskirtas į atskirą nepriklausomą elektromagnetinių bangų diapazoną - terahercinė spinduliuotė(submilimetro spinduliuotė).

Infraraudonoji spinduliuotė taip pat vadinama „termine“ spinduliuote, nes šildomų objektų infraraudonąją spinduliuotę žmogaus oda suvokia kaip šilumos pojūtį. Šiuo atveju kūno skleidžiami bangų ilgiai priklauso nuo šildymo temperatūros: kuo aukštesnė temperatūra, tuo trumpesnis bangos ilgis ir didesnis spinduliavimo intensyvumas. Absoliučiai juodo kūno spinduliuotės spektras santykinai žemoje (iki kelių tūkstančių kelvinų) temperatūroje daugiausia yra šiame diapazone. Infraraudonąją spinduliuotę skleidžia sužadinti atomai arba jonai.

Atradimų istorija ir bendrosios charakteristikos

Infraraudonąją spinduliuotę 1800 metais atrado anglų astronomas W. Herschelis. Tyrinėdamas Saulę Herschelis ieškojo būdo, kaip sumažinti prietaiso, kuriuo buvo atlikti stebėjimai, įkaitimą. Naudodamas termometrus skirtingų matomo spektro dalių poveikiui nustatyti, Herschelis atrado, kad „maksimali šiluma“ slypi už prisotintos raudonos spalvos ir, galbūt, „už matomos refrakcijos“. Šis tyrimas buvo infraraudonosios spinduliuotės tyrimo pradžia.

Anksčiau laboratoriniai infraraudonosios spinduliuotės šaltiniai buvo tik karšti kūnai arba elektros iškrovos dujose. Šiais laikais kietojo kūno ir molekulinių dujų lazerių pagrindu sukurti modernūs reguliuojamo ar fiksuoto dažnio infraraudonosios spinduliuotės šaltiniai. Radiacijai artimojo infraraudonųjų spindulių srityje (iki ~1,3 μm) fiksuoti naudojamos specialios fotografinės plokštelės. Fotoelektriniai detektoriai ir fotorezistoriai turi platesnį jautrumo diapazoną (iki maždaug 25 mikronų). Spinduliuotė tolimojoje infraraudonųjų spindulių srityje fiksuojama bolometrais – detektoriais, kurie jautrūs infraraudonųjų spindulių kaitinimui.

IR įranga plačiai naudojama tiek karinėse technologijose (pavyzdžiui, raketų nukreipimui), tiek civilinėse technologijose (pavyzdžiui, šviesolaidinėse ryšių sistemose). IR spektrometruose kaip optiniai elementai naudojami lęšiai ir prizmės arba difrakcijos grotelės ir veidrodžiai. Siekiant išvengti spinduliuotės sugerties ore, spektrometrai tolimajam IR regionui gaminami vakuuminėje versijoje.

Kadangi infraraudonųjų spindulių spektrai yra susiję su sukimosi ir vibraciniais judėjimais molekulėje, taip pat su elektroniniais perėjimais atomuose ir molekulėse, IR spektroskopija leidžia gauti svarbios informacijos apie atomų ir molekulių sandarą, taip pat apie kristalų juostų struktūrą.

Taikymas

Vaistas

Infraraudonieji spinduliai naudojami fizioterapijoje.

Nuotolinio valdymo pultas

Infraraudonieji diodai ir fotodiodai plačiai naudojami nuotolinio valdymo pultuose, automatikos sistemose, apsaugos sistemose, kai kuriuose mobiliuosiuose telefonuose (infraraudonųjų spindulių prievadas) ir kt. Infraraudonieji spinduliai neblaško žmogaus dėmesio dėl savo nematomumo.

Įdomu tai, kad buitinio nuotolinio valdymo pultelio infraraudonoji spinduliuotė lengvai įrašoma naudojant skaitmeninę kamerą.

Dažant

Infraraudonųjų spindulių skleidėjai pramonėje naudojami dažų paviršiams džiovinti. Infraraudonųjų spindulių džiovinimo metodas turi didelių pranašumų, palyginti su tradiciniu konvekciniu metodu. Visų pirma, tai, žinoma, yra ekonominis efektas. Infraraudonųjų spindulių džiovinimo greitis ir suvartojama energija yra mažesni nei tie patys rodikliai naudojant tradicinius metodus.

Maisto sterilizacija

Infraraudonoji spinduliuotė naudojama maisto produktams sterilizuoti dezinfekcijai.

Antikorozinė priemonė

Infraraudonieji spinduliai naudojami laku padengtų paviršių korozijai išvengti.

Maisto pramonė

Ypatinga IR spinduliuotės naudojimo maisto pramonėje ypatybė yra galimybė elektromagnetinei bangai prasiskverbti į kapiliarų porėtus produktus, tokius kaip grūdai, grūdai, miltai ir kt., iki 7 mm gylio. Ši vertė priklauso nuo paviršiaus pobūdžio, struktūros, medžiagos savybių ir spinduliuotės dažninių charakteristikų. Tam tikro dažnio diapazono elektromagnetinė banga turi ne tik šiluminį, bet ir biologinį poveikį produktui, padeda pagreitinti biochemines transformacijas biologiniuose polimeruose (krakmolo, baltymų, lipidų). Konvejeriniai džiovinimo konvejeriai gali būti sėkmingai naudojami sandėliuojant grūdus grūdų sandėliuose ir miltų malimo pramonėje.

Be to, infraraudonoji spinduliuotė plačiai naudojama vidaus ir lauko patalpoms šildyti. Infraraudonųjų spindulių šildytuvai naudojami patalpų (namų, butų, biurų ir kt.) papildomam arba pagrindiniam šildymui organizuoti, taip pat vietiniam lauko patalpų (lauko kavinių, pavėsinių, verandų) šildymui.

Trūkumas yra žymiai didesnis šildymo netolygumas, kuris yra visiškai nepriimtinas daugelyje technologinių procesų.

Pinigų autentiškumo tikrinimas

Infraraudonųjų spindulių spinduliuotė naudojama pinigų tikrinimo įrenginiuose. Specialūs metameriniai dažai, naudojami banknote kaip vienas iš apsaugos elementų, matomi tik infraraudonųjų spindulių diapazone. Infraraudonųjų spindulių valiutos detektoriai yra beklaidis prietaisas pinigų autentiškumui patikrinti. Infraraudonųjų spindulių ženklų uždėjimas ant banknoto, skirtingai nei ultravioletiniai, padirbinėtojams yra brangus, todėl ekonomiškai neapsimoka. Todėl banknotų detektoriai su įmontuotu IR spinduliuote šiandien yra patikimiausia apsauga nuo padirbinėjimo.

Pavojus sveikatai

Stipri infraraudonoji spinduliuotė karštose vietose gali sukelti pavojų akims. Pavojingiausia, kai spinduliuotės nelydi matoma šviesa. Tokiose vietose būtina dėvėti specialias akių apsaugos priemones.

Taip pat žr

Kiti šilumos perdavimo būdai

IR spektrų registravimo (įrašymo) metodai.

Pastabos

Nuorodos

Yra įvairių infraraudonųjų spindulių šaltinių. Šiuo metu jie aptinkami buitiniuose prietaisuose, automatikos ir apsaugos sistemose, taip pat naudojami pramoniniams gaminiams džiovinti. Infraraudonųjų spindulių šviesos šaltiniai, tinkamai naudojami, neveikia žmogaus organizmo, todėl produktai yra labai populiarūs.

Atradimų istorija

Daugelį amžių puikūs protai tyrinėjo šviesos prigimtį ir veikimą.

Infraraudonųjų spindulių šviesa buvo atrasta XIX amžiaus pradžioje, tyrinėjant astronomą W. Herschelį. Jo esmė buvo ištirti įvairių saulės zonų šildymo galimybes. Mokslininkas atnešė jiems termometrą ir stebėjo temperatūros padidėjimą. Šis procesas buvo pastebėtas įrenginiui palietus raudoną kraštą. V. Herschelis padarė išvadą, kad yra tam tikra spinduliuotė, kurios vizualiai nematyti, bet galima nustatyti naudojant termometrą.

Infraraudonieji spinduliai: taikymas

Jie yra plačiai paplitę žmogaus gyvenime ir buvo pritaikyti įvairiose srityse:

• Kariniai reikalai. Šiuolaikinės raketos ir kovinės galvutės, galinčios savarankiškai nusitaikyti į taikinį, yra įrengtos naudojant infraraudonąją spinduliuotę.
• Termografija. Infraraudonoji spinduliuotė naudojama perkaitintoms arba peršalusioms vietoms tirti. Infraraudonųjų spindulių vaizdai taip pat naudojami astronomijoje dangaus kūnams aptikti.
• Gyvenimas Kurio eksploatacija yra skirta interjero daiktams ir sienoms šildyti, įgijo didelį populiarumą. Tada jie išleidžia šilumą į erdvę.
• Nuotolinio valdymo pultas. Visi esami nuotolinio valdymo pultai televizoriams, krosnims, kondicionieriams ir kt. aprūpintas infraraudonaisiais spinduliais.
• Medicinoje infraraudonieji spinduliai naudojami įvairių ligų gydymui ir profilaktikai.

Pažiūrėkime, kur šie elementai naudojami.

Infraraudonųjų spindulių dujų degikliai

Įvairioms patalpoms šildyti naudojamas infraraudonųjų spindulių degiklis.

Iš pradžių jis buvo naudojamas šiltnamiams ir garažams (ty negyvenamoms patalpoms). Tačiau šiuolaikinės technologijos leido jį naudoti net butuose. Populiariai toks degiklis vadinamas saulės prietaisu, nes įjungus įrangos darbinis paviršius primena saulės šviesą. Laikui bėgant tokie prietaisai pakeitė alyvos šildytuvus ir konvektorius.

Pagrindinės savybės

Infraraudonųjų spindulių degiklis nuo kitų prietaisų skiriasi savo šildymo būdu. Šilumos perdavimas atliekamas žmonėms nepastebimomis priemonėmis. Ši savybė leidžia šilumai prasiskverbti ne tik į orą, bet ir į interjero daiktus, kurie vėliau taip pat padidina temperatūrą patalpoje. Infraraudonųjų spindulių skleidėjas neišsausina oro, nes spinduliai pirmiausia nukreipiami į interjero daiktus ir sienas. Ateityje šiluma nuo sienų ar daiktų bus perduodama tiesiai į kambario erdvę, o procesas įvyks per kelias minutes.

Teigiami aspektai

Pagrindinis tokių prietaisų privalumas – greitas ir lengvas patalpos šildymas. Pavyzdžiui, šaltą patalpą pašildyti iki +24ºС temperatūros prireiks 20 minučių. Proceso metu nėra oro judėjimo, kuris prisideda prie dulkių ir didelių teršalų susidarymo. Todėl infraraudonųjų spindulių spinduliuotę patalpose montuoja tie žmonės, kurie yra alergiški.

Be to, infraraudonieji spinduliai, patekę į paviršių dulkėmis, nesukelia jo degimo, todėl nėra apdegusių dulkių kvapo. Įrenginio šildymo kokybė ir ilgaamžiškumas priklauso nuo kaitinimo elemento. Tokiuose įrenginiuose naudojamas keramikos tipas.

Kaina

Tokių prietaisų kaina yra gana maža ir prieinama visiems gyventojų sluoksniams. Pavyzdžiui, dujų degiklis kainuoja nuo 800 rublių. Visą viryklę galima įsigyti už 4000 rublių.

Pirtis

Kas yra infraraudonųjų spindulių kabina? Tai ypatinga patalpa, pastatyta iš natūralių medienos rūšių (pavyzdžiui, kedro). Jame sumontuoti infraraudonųjų spindulių skleidėjai, veikiantys medį.

Kaitinant išsiskiria fitoncidai – naudingi komponentai, neleidžiantys vystytis ar atsirasti grybeliams ir bakterijoms.

Tokia infraraudonųjų spindulių kabina liaudyje vadinama pirtimi. Oro temperatūra patalpoje siekia 45ºС, todėl joje būti gana patogu. Ši temperatūra leidžia tolygiai ir giliai sušildyti žmogaus kūną. Todėl šiluma neveikia širdies ir kraujagyslių sistemos. Procedūros metu pašalinami susikaupę toksinai ir atliekos, pagreitėja medžiagų apykaita organizme (dėl greito kraujo judėjimo), audiniai taip pat praturtinami deguonimi. Tačiau prakaitavimas nėra pagrindinė infraraudonųjų spindulių pirties savybė. Juo siekiama pagerinti savijautą.

Poveikis žmonėms

Tokios patalpos turi teigiamą poveikį žmogaus organizmui. Procedūros metu sušildomi visi raumenys, audiniai ir kaulai. Spartėjanti kraujotaka veikia medžiagų apykaitą, kuri padeda prisotinti raumenis ir audinius deguonimi. Be to, infraraudonųjų spindulių kabinoje lankomasi siekiant išvengti įvairių ligų. Daugelis žmonių palieka tik teigiamus atsiliepimus.

Neigiamas infraraudonųjų spindulių poveikis

Infraraudonosios spinduliuotės šaltiniai gali ne tik teigiamai paveikti organizmą, bet ir pakenkti.

Ilgai veikiant spinduliams, kapiliarai plečiasi, o tai sukelia paraudimą ar nudegimus. Infraraudonosios spinduliuotės šaltiniai ypač kenkia regėjimo organams – tai kataraktos formavimasis. Kai kuriais atvejais žmogus patiria traukulius.

Trumpi spinduliai veikia žmogaus organizmą, todėl keliais laipsniais pablogėja smegenų temperatūra: patamsėja akys, svaigsta galva, pykina. Tolesnis temperatūros padidėjimas gali sukelti meningito atsiradimą.

Būklės pablogėjimas arba pagerėjimas atsiranda dėl elektromagnetinio lauko intensyvumo. Jam būdinga temperatūra ir atstumas iki šiluminės energijos spinduliuotės šaltinio.

Ilgos infraraudonosios spinduliuotės bangos vaidina ypatingą vaidmenį įvairiuose gyvybės procesuose. Trumpi turi didesnį poveikį žmogaus organizmui.

Kaip išvengti žalingo infraraudonųjų spindulių poveikio?

Kaip minėta anksčiau, trumpalaikė šiluminė spinduliuotė neigiamai veikia žmogaus organizmą. Pažvelkime į pavyzdžius, kai IR spinduliuotė yra pavojinga.

Šiandien infraraudonųjų spindulių šildytuvai, skleidžiantys aukštesnę nei 100ºC temperatūrą, gali pakenkti sveikatai. Tarp jų yra šie:

• Pramoninė įranga, skleidžianti spinduliavimo energiją. Siekiant išvengti neigiamo poveikio, reikia dėvėti specialius drabužius ir nuo karščio apsaugančius elementus, taip pat imtis prevencinių priemonių dirbančiam personalui.
• Infraraudonųjų spindulių įrenginys. Garsiausias šildytuvas yra viryklė. Tačiau jis jau seniai nebenaudojamas. Vis dažniau elektriniai infraraudonųjų spindulių šildytuvai naudojami butuose, kaimo namuose ir kotedžuose. Jo konstrukcijoje yra šildymo elementas (spiralės pavidalu), kuris yra apsaugotas specialia šilumą izoliuojančia medžiaga. Toks spindulių poveikis žmogaus organizmui nekenkia. Oras šildomoje zonoje nedžiovinamas. Patalpą sušildysite per 30 minučių. Pirma, infraraudonoji spinduliuotė šildo objektus, o tada jie šildo visą butą.

Infraraudonoji spinduliuotė plačiai naudojama įvairiose srityse – nuo ​​pramonės iki medicinos.

Tačiau su jais reikia elgtis atsargiai, nes spinduliai gali neigiamai paveikti žmogų. Viskas priklauso nuo bangos ilgio ir atstumo iki šildymo įrenginio.

Taigi, mes išsiaiškinome, kokie infraraudonosios spinduliuotės šaltiniai egzistuoja.