Статьи

Інфрачервоне світло - практикум невидимо теплого випромінювання

  1. Історія відкриття інфрачервоних хвиль
  2. Хвильовий і частотний діапазон ІЧ-радіації
  3. Застосування інфрачервоної радіації
  4. Маловідомі факти, пов'язані з ІК-світлом
  5. Як сприймає ІК-світло природа?
  6. Технічний потенціал інфрачервоної зони
  7. ІК-промені: вплив на здоров'я людей

Інфрачервоне світло візуально недоступний зору людини. Тим часом довгі інфрачервоні хвилі сприймаються людським організмом як тепло. Деякими властивостями видимого світла володіє інфрачервоне світло. Випромінювання цієї форми піддається фокусуванні, відбивається і поляризується. Теоретично ІК-світло більше трактується як інфрачервона радіація (ІР). Космічна ІР займає спектральний діапазон електромагнітного випромінювання 700 нм - 1 мм. ІК-хвилі довше хвиль видимого світла і коротше радіохвиль. Відповідно, частоти ІР вище частот мікрохвиль і нижче частот видимого світла. Частота ІР обмежена діапазоном 300 ГГц - 400 ТГц.

вміст публікації

Історія відкриття інфрачервоних хвиль

Інфрачервоні хвилі вдалося виявити британському астроному Вільяму Гершель . Відкриття було зареєстровано в 1800 році. Використовуючи скляні призми в своїх дослідах, вчений таким способом досліджував можливості поділу сонячного світла на окремі компоненти.

Коли Вільяму Гершель довелося вимірювати температуру окремих кольорів, виявився фактор збільшення температури при послідовному проходженні наступного ряду:

  • фіолет,
  • синька,
  • зелень,
  • жовток,
  • оранж,
  • червоний.

Астроном пішов далі - досліджував значення температури за межами спектральної частини червоного. У цій області температура виявилася найвищою. Так підтвердилося існування інфрачервоного випромінювання.

Хвильовий і частотний діапазон ІЧ-радіації

Виходячи з довжини хвилі, вчені умовно ділять інфрачервоне випромінювання на кілька спектральних частин. При цьому немає єдиного визначення меж кожної окремої частини.

При цьому немає єдиного визначення меж кожної окремої частини

Шкала електромагнітного випромінювання: 1 - радіохвилі; 2 - мікрохвилі; 3 - ІК-хвилі; 4 - видиме світло; 5 - ультрафіолет; 6 - промені x-ray; 7 - гамма промені; В - діапазон довжин хвиль; Е - енергетика

Теоретично позначені три хвильових діапазону:

  1. Близький
  2. середній
  3. Далекий

Близький ІЧ-діапазон відзначений довжинами хвиль, наближених до кінцевої частини спектра видимого світла. Приблизний розрахунковий відрізок хвилі тут позначений довжиною: 750 - 1300 нм (0,75 - 1,3 мкм). Частота випромінювання становить приблизно 215-400 Гц. Короткий ІК-діапазон ізлучат мінімум тепла.

Середній ІК-діапазон (проміжний), охоплює довжини хвиль 1300-3000 нм (1,3 - 3 мкм). Частоти тут вимірюються діапазоном 20-215 ТГц. Рівень випромінюваного тепла відносно невисокий.

Далекий ІК-діапазон найбільш близький до діапазону мікрохвиль. Розклад: 3-1000 мкм. Частотний діапазон 0,3-20 ТГц. Цю групу складають короткі довжини хвиль на максимальному частотному відрізку. Тут випромінюється максимум тепла.

Застосування інфрачервоної радіації

ІК-променів знайшлося застосування в різних сферах. Серед найбільш відомих пристроїв - датчики тепла , Тепловізори, обладнання нічного бачення і т.п. Комунікаційним і мережевим обладнанням ІК-світло використовується в рамках дротяних і бездротових операцій.

Комунікаційним і мережевим обладнанням ІК-світло використовується в рамках дротяних і бездротових операцій

Приклад роботи електронного приладу - тепловізора, принцип дії якого заснований на використанні інфрачервоного випромінювання. І це лише окремо взятий приклад з безлічі інших

Пульти дистанційного керування оснащуються системою ІК-зв'язку ближньої дії, де сигнал передається через ІК-світлодіоди. Приклад: звична побутова техніка - телевізори, кондиціонери, програвачі. Інфрачервоним світлом передаються дані по волоконно-оптичним кабельним системам.

Крім того, випромінювання інфрачервоного діапазону активно використовується дослідницької астрономією для вивчення космосу. Саме завдяки ІК-радіації вдається виявляти космічні об'єкти, невидимі оку людини.

Маловідомі факти, пов'язані з ІК-світлом

Очі людини дійсно не можуть бачити інфрачервоні промені. Але «бачити» їх здатна шкіра тіла людини, що реагує на фотони, а не тільки на теплове випромінювання.

Поверхня шкіри фактично виступає «очним яблуком». Якщо сонячним днем ​​вийти на вулицю, закрити очі і протягнути до неба долоні, без особливих зусиль можна виявити місце розташування сонця.

Взимку в кімнаті, де температура повітря становить 21-22ºС, люди відчувають комфорт , Будучи тепло одягненими (светр, штани). Влітку в тій же кімнаті, при тій же температурі, люди також відчувають комфорт, але в більш легкому одязі (шорти, футболка).

Пояснити цей феномен просто: не дивлячись на однакову температуру повітря, стіни і стеля приміщення влітку випромінюють в більшій кількості хвилі далекого ІЧ-діапазону, несомих сонячним світлом (FIR - Far Infrared). Тому тілом людини при однакових температурах, влітку сприймається більше тепла.

ІК-тепло відтворюється будь-яким живим організмом і неживим предметом. На екрані тепловізора цей момент відзначається більш ніж чітко

Пари людей, які сплять в одному ліжку, мимоволі є передавачами і приймачами FIR-хвиль по відношенню один до одного. Якщо людина перебуває в ліжку один, він діє як передавач FIR-хвиль, але вже не отримує такі ж хвилі у відповідь.

Коли люди розмовляють один з одним, вони мимоволі відправляють і отримують вібрації FIR-хвиль один від іншого. Дружні (любовні) обійми також активують передачу FIR-випромінювання між людьми.

Як сприймає ІК-світло природа?

Люди не в змозі бачити світлові промені ІК-діапазону, але змії сімейства гадюкових або віперових (наприклад, гримучі) мають сенсорні «западини», які використовуються для отримання зображення в інфрачервоному світлі.

Це властивість дозволяє зміям в повній темряві виявляти теплокровних тварин. Змії з двома сенсорними «западинами», як передбачається наукою, мають деякий сприйняття глибини інфрачервоного діапазону.

Властивості ІК змії: 1, 2 - чутливі зони сенсорної западини; 3 - мембранна западина; 4 - внутрішня порожнину; 5 - MG волокно; 6 - зовнішня порожнину

Риба успішно використовує світло ближньої області спектра (NIR - Near Infrared) для захоплення видобутку і для орієнтації в акваторії водойм. Це почуття NIR допомагає рибі безпомилково орієнтуватися в умовах слабкого освітлення, в темряві або в каламутній воді.

Інфрачервоне випромінювання відіграє важливу роль для формування погоди і клімату Землі, також як сонячне світло. Загальна маса сонячного світла, що поглинається Землею, в рівній кількості інфрачервоного випромінювання повинна переміщатися від Землі назад у космос. Інакше неминуче глобальне потепління або глобальне похолодання.

Очевидна причина, по якій повітря швидко охолоджується сухою вночі. Низький рівень вологості і відсутність хмар на небі відкривають вільний шлях ІК-радіації. Інфрачервоні промені швидше виходять в космічний простір і, відповідно, швидше забирають тепло.

Значна частина енергії сонця , Що приходить до Землі - це саме інфрачервоне світло. Будь природний організм або предмет має температуру, а це значить - виділяє ІК-енергію. Навіть предмети, апріорі є холодними (наприклад, кубики льоду), випромінюють ІК-світло.

Технічний потенціал інфрачервоної зони

Технічний потенціал ІК-променів безмежний. Прикладів маса. Інфрачервоне відстеження (самонаведення) застосовується в системах пасивного управління ракетами. Електромагнітне випромінювання від мети, що отримується в інфрачервоній частині спектра, використовується в цьому випадку.

Електромагнітне випромінювання від мети, що отримується в інфрачервоній частині спектра, використовується в цьому випадку

Систем відстеження цілі: 1, 4 - камера згоряння; 2, 6 - відносно довгий вихлоп полум'я; 5 - холодний потік, що обходить гарячу камеру; 3, 7 - призначена важлива ІК сигнатура

Супутники погоди, обладнані сканирующими радіометрами, виробляють теплові зображення, які потім дозволяють аналітичної методикою визначати висоти і типи хмар, розраховувати температуру суші і поверхневих вод, визначати особливості поверхні океану.

Інфрачервоне випромінювання є найбільш поширеним способом дистанційного керування різними приладами. На базі технології FIR розробляються і випускаються безліч продуктів. Особливо тут відзначилися японці. Ось лише кілька прикладів, популярних в Японії і по всьому світу:

  • спеціальні накладки та обігрівачі FIR;
  • пластини FIR для збереження риби та овочів свіжими довгий час;
  • керамічна папір і кераміка FIR;
  • тканинні FIR рукавички, куртки, автомобільні сидіння;
  • перукарський FIR-фен, знижує пошкодження волосся;

Інфрачервона рефлектографія (арт-консервація) застосовується для вивчення картин, допомагає виявити лежать в основі верстви, не руйнуючи структури. Цей прийом, допомагає виявити деталі, приховані під малюнком художника.

Таким способом визначається, чи є поточна картина оригінальним художнім твором або всього лише професійно зробленою копією. Визначаються також зміни, пов'язані з реставраційної роботою над творами мистецтва.

ІК-промені: вплив на здоров'я людей

Сприятливий вплив сонячного світла на здоров'я людини підтверджено науково. Однак надмірне перебування під сонячним випромінюванням потенційно небезпечно. Сонячне світло містить ультрафіолетові промені, дія яких спалює шкіру тіла людини.

Сонячне світло містить ультрафіолетові промені, дія яких спалює шкіру тіла людини

Інфрачервоні сауни масового користування широко поширені в Японії і Китаї. І тенденція на розвиток цього способу оздоровлення тільки посилюється

Тим часом інфрачервоне випромінювання далекого діапазону хвиль забезпечує всі переваги для здоров'я, одержувані від природного сонячного світла. При цьому повністю виключається небезпечне вплив сонячної радіації.

Застосуванням технології відтворення ІК-променів, досягається повний контроль температури ( інфрачервоні сауни ), Необмежений сонячне світло. Але це далеко не всі відомі факти переваг інфрачервоного випромінювання:

  • Інфрачервоні промені дальнього діапазону зміцнюють серцево-судинну систему, стабілізують серцевий ритм, збільшують серцевий викид, зменшуючи при цьому діастолічний артеріальний тиск.
  • Стимуляція серцево-судинної функції інфрачервоним світлом далекого діапазону - ідеальний спосіб підтримки в нормі серцево-судинної системи. Є досвід американських астронавтів під час тривалого космічного польоту.
  • ІК-промені дальнього інфрачервоного діапазону з температурою вище 40 ° C послаблюють і в кінцевому підсумку вбиває ракові клітини. Цей факт підтверджений Американської онкологічної асоціацією та Національним інститутом раку.
  • Інфрачервоні сауни часто використовуються в Японії і Кореї (терапія гіпертермії або Waon-терапія) для лікування від серцево-судинних захворювань, особливо в частині хронічної серцевої недостатності і периферичних артеріальних захворювань.
  • Результати досліджень, опубліковані в журналі « НЕЙРОПСИХІАТРИЧНА хвороба і лікування », Показують інфрачервоні промені як« медичний прорив »в лікуванні черепно-мозкових травм.
  • Інфрачервона сауна вважається в сім разів більш ефективною при виведенні з організму важких металів, холестерину, спирту, нікотину, аміаку, сірчаної кислоти та інших токсинів.
  • Нарешті, FIR-терапія в Японії і Китаї вийшла на перше місце серед ефективних способів лікування астми, бронхіту, застуди, грипу, синуситу. Відзначено, що FIR-терапія прибирає запалення, набряки, слизові закупорки.

Інфрачервоне світло і тривалість життя 200 років

Як сприймає ІК-світло природа?

Новости

Арт-терапия в педагогике
Ещё в 1927 году германский психиатр А. Кронфельдом смог обосновать необходимость тесноватого взаимодействия психотерапии и педагогики. Свои идеи он выложил в научной статье “Психогогика, или  Психотерапевтическое

Автозапчасти mercedes-benz
С каждым годом растет количество игроков на автомобильном рынке. Японцы, корейцы, китайцы уже становятся законодателями мод на наших дорогах. Но многим автомобилистам по прежнему дороги мерседесы и форды,

Поставки насосного оборудования
Москва, 20 сентября. /ТАСС/. АО "ОКБМ Африкантов" (заходит в машиностроительный дивизион Росатома - "Атомэнергомаш") прошло аудиторскую проверку на готовность к поставке оборудования для нужд "Газпрома",

Купить iPhone 5s
21 марта 2016 года Apple представила усовершенствованную версию пользующегося популярностью телефона купить iPhone 5s — iPhone SE. «В 2-ух словах» разницу меж ними обычно обрисовывают так: снаружи новинка

Массовка для сьемок киев
Приглашаем поучаствовать в увлекательном проекте парней и дам от 16 до 55 лет готовых провести на съемочной площадке оба денька! Оплата настоящая потому что массовка первого плана(вероятны высказывания)Заявки

50 дней хостинга в подарок
Замечательный хостинг, подходит для тех, у кого несколько сайтов, например у нас 5 сайтов и стоимость всего 299 р/месяц. Для тех, у кого один сайт, вообще цена 99 р/месяц. Мне кажется, дешевле уже просто

Купить осаго
Реальным даю согласие ООО «Сравни.ру», место нахождения: 109544, г. Москва, бульвар Энтузиастов, дом 2, 26 этаж, на обработку моих индивидуальных

Создание сайтов
Свой веб-сайт сегодня не роскошь, а средство продвижения продуктов и услуг! Юзеры веба временами заходят на разные веб-сайты, читают, изучают и рассматривают их. Так почему бы эти веб-сайты не будут вашими.

Лодочные моторы в Тольятти
Новый лодочный мотор нуждается в правильной обкатке. Это условие касается и мотора марки “Ветерок” казанского завода и титулованого “Меркурия”, американо-японского производства. От того как лодочный мотор

Заказать Блиц-проект интерьеров любой степени сложности в любом регионе
Настал тот самый страшны момент - необходимость делать ремонт. Жена настаивает категорически. С чего ремонт начинается? С выбора "чего хочу". Как я задолбался кататься по магазинам: Леруа, Очаг, Куприян,