Инфракрасные лучи свойства, области применения, влияние на человека. Источники инфракрасного излучения

В чем заключается вред и польза инфракрасного излучения для человека

В отличие от многих других видов электромагнитного излучения, инфракрасные волны относятся к одним из самых безопасных. Они хорошо зарекомендовали себя в самых различных областях жизнедеятельности человека.

Применение:

1. Бытовая техника. ИК-диоды и фотодиоды используются в пультах дистанционного управления, некоторых моделях мобильных телефонов (ИК-порт). Широко распространены инфракрасные обогреватели — отопительные приборы, нагревающие пространство за счет теплового излучения.
2. Производство. Инфракрасные излучатели применяются для сушки поверхностей, покрытых краской и лаком. Экономический эффект при этом гораздо более высокий, чем при традиционных способах сушки. Кроме того, инфракрасные лучи оказывают антикоррозийное действие, то есть препятствуют образованию ржавчины. Нагреватели данного типа используются для формовки и сушки пластика, нагрева разных видов оборудования и в других целях.
3. Пищевая промышленность. Инфракрасные волны используют для стерилизации и высушивания продуктов. Они оказывают не только термическое, но и биологическое воздействие, способствуя ускорению биохимических реакций.
4. Военное дело. Инфракрасные приборы применяются в системе наведения ракет, в волоконно-оптических системах связи, в охранном оборудовании.
5. Изучение космоса. Существуют специальные разделы астрономии и астрофизики, которые исследуют космические тела в инфракрасном спектре.
6. Спектроскопия. С помощью инфракрасных волн изучают строение молекул различных органических и неорганических веществ. Интенсивность полос поглощения дает представление о количестве вещества, по пикам в спектрах определяют качественный состав.
7. Медицина. Инфракрасные волны широко используются в медицине: в физиотерапии, датчиках потока крови, приборах для определения частоты пульса и во многих других направлениях.

В медицине используется длинноволновое инфракрасное излучение. Оно способствует:

• повышению иммунитета;
• нормализации артериального давления;
• активизации кровотока;
• подавлению развития болезненной микрофлоры;
• уменьшению воздействия ядов и опасного гамма-излучения;
• очищению организма от токсических веществ;
• обезболиванию;
• восстановление водно-солевого баланса;
• нормализации метаболизма.

В физиотерапевтических целях ИК-излучение применяется при следующих заболеваниях:

• дистрофия;
• псориаз;
• остеохондроз;
• бронхит;
• мочекаменная болезнь;
• артрит;
• цистит;
• атеросклероз сосудов.

Опасное влияние на организм человека оказывают только короткие ИК-волны. Их избыточное воздействие в течение длительного периода может привести к:

• покраснению кожи;
• ожогам;
• тошноте;
• головной боли;
• нарушению координации движений;
• пересушиванию слизистой оболочки глаза.

В особо тяжелых случаях возможно нарушение зрения, судороги, потеря сознания.

В случае теплового удара человеку следует оказать следующую помощь:

1. Освободить от тесной одежды.
2. Поместить в прохладное место.
3. Обеспечить доступ свежего воздуха.
4. Приложить лед или бутылку с холодной водой на голову и в область сердца.
5. Протереть смоченным в холодной воде полотенцем.
6. Давать холодные напитки.

Вред от инфракрасного излучения

Как мы уже говорили выше, ИК может иметь длинные, средние и короткие волны. Если длинные и короткие оказывают благотворное воздействие на организм человека, то свойства коротких волн далеко не так безопасны. Их влияние скорее отрицательное, они наносят серьезный вред. Тело человека излучает от 2,5 до 20 – 25 мкм. Если величина излучения не превышает величины, излучаемой человеком, они не вредны.

При воздействии на мозговую ткань человека коротковолновым ИК происходит «солнечный удар»

Вред от ИК

Если происходит воздействие на мозговую ткань человека коротковолновым ИК, то у пациента наблюдается «солнечный удар». Вред от такого излучения очевиден: у человека болит и кружится голова, учащается пульс и дыхание, темнеет в глазах, он может потерять сознание. Если облучение продолжать, организм не выдержит: произойдет отек тканей и оболочек мозга, появятся симптомы энцефалита и менингита. А это серьезный вред для организма человека.

Рабочие – металлурги в 23, 6% случаях получают инвалидность именно из-за болезней сердца. Уже через год работы в горячих цехах снижается иммунная реактивность, из-за чего многие рабочие страдают из-за простудных заболеваний.

Как защититься от ИК

Поэтому разработаны нормы ИК-облучения, безопасные для людей, чтобы снизить наносимый вред. СанПиН требует соблюдения гигиенических, которые касаются и микроклимата на рабочем месте. Приняты меры для дополнительной защиты человека на работе.

Специальная защитная одежда пожарных от повышенных тепловых воздействий

• Снижают температуру и интенсивность облучения.
• Тепловое состояние работника поддерживают в нормальном состоянии и защищают от ИК глаза и кожу человека.
• Используют новое оборудование, стараются автоматизировать производство.
• Благодаря этому ликвидируются «горячие» профессии в металлургии. За процессом наблюдают со стороны, в офисе, при благоприятном микроклимате.
• Оборудование размещается в помещении так, чтобы уменьшить воздействие тепловой нагрузки.
• Работники проводят в нагревающейся среде минимум времени. Чтобы защитить их, поставлены защитные экраны.
• Если нет вышеперечисленного оборудования, то устанавливают охлаждающие экраны или же средства, которые увеличивают скорость перемещения воздуха.
• Работникам выдают специальную одежду, которая защищает отдельные участки тела от облучения: костюм, брюки, обувь фартук, и т.д.
• Важны и лечебно-профилактические мероприятия, такие, как регулярные медосмотры или же благоприятный для здоровья режим отдыха и труда.

Первая помощь при ИК — облучении

Что делать, если у человека резко ухудшилось самочувствие после теплового удара? Сразу же вызывайте «скорую». Пока она не приехала, окажите ему первую помощь:

• перенесите пострадавшего в холодное, проветриваемое помещение;
• снимите с него одежду, которая мешает ему охладиться и дышать;
• положите под язык валидол;
• напоите подсоленной водой. Он должен выпить не меньше 1 л, но не все сразу, а потихоньку;
• охладите тело, смочив водой. Лучше обернуть в мокрую простыню или обмотать голову влажным полотенцем.

Советы, как избежать вредного воздействия, первая помощь

Лучшая защита от вредного ИК-облучения – это профилактика. В быту наиболее распространенный источник – ИК-обогреватели. В целях безопасности эксплуатировать их нужно по следующим правилам:

• Располагаться на достаточном удалении от радиатора. 
• По возможности ограничить применение. 
• Поверхность прибора должна иметь специальное защитное покрытие. 
• Инфракрасные лучи должны испускаться исключительно в длинноволновом диапазоне, что практически не причиняет вреда на бытовом уровне.

Видео о том, что такое инфракрасное излучение:

Однако если все же кто-то пострадал от теплового воздействия, рекомендую оказывать ему помощью по следующему алгоритму:

1. Сообщить о случае ближайшему медперсоналу или вызвать скорую помощь. 
2. Поместить пострадавшего в прохладное место. 
3. По возможности ослабить одежду, которая может сковывать дыхательные движения. 
4. Уложить пострадавшего на спину, при этом так, чтобы ноги были в слегка приподнятом положении. 
5. Сделать ледяной компресс на область лба, груди, шеи, подмышек. 
6. Обеспечить больного обильным питьем – прохладной водой с небольшим добавлением поваренной соли. 
7. Охладить тело пострадавшего с помощью вымоченной в холодной воде простыни, полотенца или одежды. Дополнительно можно включить вентилятор или воспользоваться естественным притоком из окна или двери.

Совет!

Наиболее опасный эффект инфракрасного излучения – это потеря сознания и остановка дыхания. При обнаружении таких симптомов сделайте пострадавшему искусственное дыхание, а также попытайтесь привести его в чувство с помощью нашатыря.

Видео о том, как действует тепловое излучение:

Источники

Фрагмент одного из так называемых Глубоких полей «Хаббла» . В 1995 году космический телескоп в течение 10 суток накапливал свет, приходящий с одного участка неба. Это позволило увидеть чрезвычайно слабые галактики, расстояние до которых составляет до 13 млрд световых лет (менее одного миллиарда лет от Большого взрыва). Видимый свет от таких далеких объектов испытывает значительное красное смещение и становится инфракрасным.

Наблюдения велись в области, далекой от плоскости галактики, где видно относительно мало звезд. Поэтому большая часть зарегистрированных объектов – это галактики на разных стадиях эволюции.

Гигантская спиральная галактика, обозначаемая также как M104, расположена в скоплении галактик в созвездии Девы и видна нам почти с ребра. Она обладает огромным центральным балджем (шарообразное утолщение в центре галактики) и содержит около 800 млрд звезд – в 2-3 раза больше, чем Млечный Путь.

В центре галактики находится сверхмассивная черная дыра с массой около миллиарда масс Солнца. Это определено по скоростям движения звезд вблизи центра галактики. В инфракрасном диапазоне в галактике отчетливо просматривается кольцо газа и пыли, в котором активно рождаются звезды.

Влияние излучения на экологическую ситуацию

Мутации в экосистеме

Воздействие излучения на экологическую ситуацию проявляется в первую очередь через мутации генома живых организмов. Они могут быть как положительными, помогая адаптироваться к изменяющейся среде, так и отрицательными, приводя к нарушениям размножения и развития организмов и, как следствие, к нарушению равновесия в экосистемах.

Разрушение экосистемы

Излучение может вызвать серьезные нарушения экологической ситуации в регионах, которые подверглись воздействию излучения. Радиоактивность способна вызвать значительное загрязнение водной среды, почвы, и воздуха. Это может привести к нарушению деятельности ряда живых организмов в экосистеме, а также к полному разрушению экосистемы в целом.

Проблемы переработки отходов

Излучение влечет за собой неприятные последствия в виде больших количеств радиоактивных отходов, требующих специальной переработки и хранения. Воздействие радиоактивности на окружающую среду, в частности на водные ресурсы, приводит к рациональному использованию ограниченных природных ресурсов.

Таким образом, экологическая ситуация напрямую зависит от воздействия излучения. Однако, человечество продолжает эксплуатировать атомную энергию, и тем самым угрожать экологической ситуации в мире.

Инфракрасное излучение. Открытие инфракрасного излучения

Определение 1

Под инфракрасным излучением (ИК) понимается форма энергии или способ обогрева, при котором тепло от одного тела передается другому телу.

Человек в процессе своей жизни постоянно находится под действием ИК-излучения и способен чувствовать эту энергию как тепло, идущее от предмета. Воспринимается инфракрасное излучение кожей человека, глаза в этом спектре не видят.

Естественным источником высокой температуры является наше светило. С температурой нагревания связана длина волны инфракрасных лучей, которые бывают коротковолновыми, средневолновыми, длинноволновыми.

Короткая длина волны имеет высокую температуру и интенсивное излучение. Ещё в $1800$ г. английский астроном У. Гершель проводил наблюдения за Солнцем. Занимаясь исследованием светила, он искал способ, который бы позволил уменьшить нагрев инструмента, при помощи которого эти исследования проводились. На одном из этапов своей работы ученый обнаружил, что за насыщенным красным цветом находится «максимум тепла». Исследование стало началом изучения инфракрасного излучения.

Если раньше источниками инфракрасного излучения в лаборатории служили раскаленные тела или электрические разряды в газах, то сегодня созданы современные источники инфракрасного излучения с частотой, которую можно регулировать или фиксировать. Их основой являются твердотельные и молекулярные газовые лазеры.

В ближней инфракрасной области (около $1,3$ мкм) для регистрации излучения пользуются специальными фотопластинками.

В дальней инфракрасной области излучение регистрируется болометрами – это детекторы, которые являются чувствительными к нагреву инфракрасным излучением.

Инфракрасные волны имеют разную длину, поэтому их проникающая способность будет тоже разная.

Длинноволновые, идущие от Солнца лучи, например, спокойно проходят через атмосферу Земли, при этом, не нагревая её. Проникая через твердые тела, они увеличивают их температуру, поэтому для всего живого на планете огромное значение имеет именно дальнее излучение.

Интересно, что в постоянной компенсирующей подпитке нуждаются все живые тела, которые тоже излучают такой же спектр тепла. При отсутствии такой подпитки, температура живого тела падает, что является причиной его уязвимости для различных инфекций. Эта дополнительная подпитка в виде ИК-излучения, как считают ученые, скорее полезна, чем вредна.

Замечание 1

Специалисты провели на животных многочисленные эксперименты, которые показали, что инфракрасные лучи подавляют рост раковых клеток, уничтожают ряд вирусов, нейтрализуют разрушительное действие электромагнитных волн. Длинноволновые инфракрасные лучи повышают количество инсулина, вырабатываемого организмом, и нивелируют последствия радиоактивного воздействия.

Вред и польза инфракрасного излучения: влияние на человеческий организм

В наше время многие люди сталкиваются с проблемами, связанными с воздействием инфракрасного излучения на организм. Инфракрасное излучение, как и любое другое, может иметь как положительные, так и отрицательные последствия. Однако, если наша кожа и глаза не защищены, длительное воздействие инфракрасного излучения может привести к серьезным заболеваниям.

Инфракрасное излучение — это электромагнитное излучение, которое находится за красным цветом в спектре видимого света. В термическом отношении, оно является нагревающим излучением, которое передается через воздух и может поглощаться твердыми телами. Если организм человека находится в зоне длительного воздействия инфракрасного излучения, то это может привести к перегреву тканей и ожогам. 

Примечание 2

Например, если человек находится в тепловой камере, где инфракрасное излучение является единственным источником тепла, он может получить серьезное ожоговое поражение. Кроме того, длительное воздействие инфракрасного излучения на кожу может привести к преждевременному старению кожи, а также к развитию рака кожи.

Кожа является наиболее уязвимым органом в отношении воздействия инфракрасного излучения. Последствия длительного воздействия могут быть крайне серьезными. Поэтому, необходимо принимать меры по защите кожи и глаз от вредного воздействия инфракрасного излучения.

Чтобы избежать вредного воздействия инфракрасного излучения на организм, нужно защитить кожу и глаза. Для защиты кожи можно использовать кремы с высоким уровнем защиты от ультрафиолетовых и инфракрасных лучей. Также необходимо носить защитные очки, которые способны блокировать инфракрасное излучение. Существует множество различных средств защиты кожи от инфракрасного излучения, включая кремы, лосьоны, гели и спреи.

Некоторые профессии, такие как повара, работники пекарни и техники по обслуживанию печей, также могут столкнуться с риском воздействия инфракрасного излучения. Для этих работников необходимо использовать специальную защитную одежду, которая может предотвратить ущерб здоровью.

Польза 

Это излучение имеет множество полезных приложений, которые включают в себя медицинское лечение, косметические процедуры, а также применение в промышленности и технологии.

1. Медицинское лечение. Инфракрасное излучение широко используется в медицине, где оно помогает в лечении различных состояний, таких как мышечные боли, артрит и травмы. Это происходит благодаря тому, что инфракрасное излучение улучшает кровообращение и ускоряет процесс заживления тканей. Кроме того, инфракрасное излучение также может использоваться в области физиотерапии для уменьшения боли и улучшения движения в суставах.
2. Косметические процедуры. Инфракрасное излучение также может использоваться в косметических процедурах, таких как лечение прыщей и морщин. Инфракрасное излучение способствует производству коллагена, который помогает сохранять кожу упругой и молодой. Кроме того, оно может помочь в лечении покраснений и других проблем кожи.
3. Промышленное применение. Инфракрасное излучение широко применяется в промышленности. Оно может быть использовано для обогрева материалов, сушки покрытий, а также для сварки и пайки металла. Это позволяет повысить эффективность и производительность процессов в промышленности. Кроме того, использование инфракрасного излучения в промышленности может помочь в экономии энергии и уменьшении выбросов вредных веществ в атмосферу.

ИК-излучение – что это такое, характеристики

Инфракрасные лучи имеют электромагнитную природу, и занимают место в спектре между красным светом и микроволновым излучением. При этом характер распространения и воздействия их на окружающую среду таков, что они способны передавать тепло. Именно поэтому излучение также называется тепловым.

В быту практически все электрооборудование испускает ИК-излучение – начиная от радиаторов и заканчивая светильниками. Более того, в той или иной степени его излучает вся живая и неживая материя, в том числе животные и сам человек.

Инфракрасные лучи имеют не одну какую-то конкретную частоту и длину волны, а характеризуются целыми 3-мя областями излучения:

1. Ближняя – 0,75-2,5 мкм и 215-400 ТГц. 
2. Средняя – 2,5-50 мкм и 20-215 ТГц. 
3. Дальняя – 50-1000 мкм и 0,3-20 ТГц.

Отмечу также следующие интересные особенности ИК-излучения:

По причине того, что излучение в диапазоне от 0,75-1000 мкм тактильно воспринимается как тепло, ИК-лучи также называют тепловыми. При этом, чем выше уровень нагрева поверхности, тем короче волна излучения.

Положение ИК-лучей в спектре электромагнитных волн

• Нагретое до 1000°C тело испускает лучи с длиной волны около 2 мкм – так, что их относят к видимым или светлым. С другой стороны, поверхность с низкой температурой излучает в более длинноволновой области, незаметной для зрения, и потому их относят к невидимым. 
• Примечательно, что граница восприятия источников инфракрасного излучения зависит от свойств органов зрения. Так, наиболее чувствительные люди способны видеть ИК-свет, граничащий с красным светом, где-то в районе 760-780 нм. В то же время некоторые представители животного царства полноценно улавливают ИК-волны в темноте. 
• Ввиду того, что коротковолновая часть ближе к видимому диапазону спектра, а длинноволновая – к радиочастотам, ИК-лучи проявляют двойственную природу. С одной стороны они способны распространяться, отражаться и преломляться как обычный свет, с другой – проходить сквозь преграды подобно радиоволнам.

На заметку!

Есть такие отопительные приборы, которые работают на принципе ИК-излучения. Однако на практике тепло передается не только через ИК-лучи, но также через непосредственный контакт и силами конвекции через воздух.

Схема действия инфракрасного обогревателя в жилом помещении

Чем полезна инфракрасная сауна

В целом, инфракрасная сауна оказывает на организм человека благоприятное воздействие. Недаром, ИК излучатели использовали и используются в физиотерапевтических кабинетах. Под воздействием излучения в организме человека происходят различные биохимические реакции:

• Повышается активность эстрогенов и различных ферментов;
• Увеличивается потенциальная клеточная энергия;
• Растет уровень иммуноглобулина;
• Выводится несвязанная вода с большим количеством шлаков и солями тяжелых металлов, которые имеют тенденцию накапливаться в организме человека.

Инфракрасные сауны широко применяются при подготовке спортсменов. По типу использования, воздействие ИК сауны можно разделить на чисто медицинское и косметологическое.

Лечебные эффекты от ИК-сауны

При посещении инфракрасной сауны организм человека подвергается контролированному воздействию гипертермии. Это активизирует процессы физической и реакции химической терморегуляции. Организм реагирует на повышение температуры в комплексе с воздействием ИК-излучения следующим образом:

• увеличивается в объеме и интенсифицируется кровоток;
• повышается интенсивность обмена веществ, общая скорость метаболических процессов;
• кислотно-щелочной баланс смещается в сторону ацидоза (повышения);
• активизируются гормональные реакции;
• повышается эластичность эпидермиса, соединительных тканей и мышц.

Особое внимание необходимо уделить стимуляции иммунной системы. Инфракрасная сауна оказывает влияние на иммунные процессы организма, как при систематическом, так и при однократном посещении. При посещении во время инкубационного периода протекания инфекционного заболевания комплексное тепловое воздействие имеет тенденцию к купированию болезнетворных процессов

Нередки случаи усиленной реакции организма с повышением температуры и сокращением периода острого протекания болезни

При посещении во время инкубационного периода протекания инфекционного заболевания комплексное тепловое воздействие имеет тенденцию к купированию болезнетворных процессов. Нередки случаи усиленной реакции организма с повышением температуры и сокращением периода острого протекания болезни.

При аллергических заболеваниях, как бронхиальной, так и кожной формы, посещение инфракрасных саун настоятельно рекомендуется, так как эта процедура помогает снять симптоматику и облегчить процесс протекания заболевания. Аналогичные эффекты наблюдаются при астматических усложнениях легочных заболеваний.

Косметические эффекты ИК-сауны

Периодическое посещение инфракрасной сауны дает положительный косметологический эффект на кожные покровы без какого либо признака аллергической непереносимости. Так же отсутствует эффект сенсибилизации, которая возможна при систематическом проведении косметологических процедур с применением химически и биологически активных веществ. Воздействие ИК-излучения является исключительно физиологической процедурой, которая оказывает позитивное влияние на прочность, пластичность и тургор кожи, нормализует ее влажность, сальность и толщину подкожной жировой прослойки. Существенно улучшается трофика и кровоснабжение кожного покрова.

Тепловые процедуры при помощи ИК-излучения действуют как отличное гигиеническое средство, раскрывая поры и удаляя из них грязь. Верхний слой омертвевшего эпидермиса мягко снимается, помогая естественному обновлению организма.

Эффекты для похудения

Посещение инфракрасной сауны не может рассматриваться в качестве самостоятельного и эффективного средства для похудения. Действительно, снижение веса на 800÷1100 г наблюдается после каждой процедуры. Однако это происходит из-за потери организмом жидкости, которая будет восполнена на протяжении нескольких суток.

«Расщепления или сжигания жировых тканей», как утверждают некоторые рекламные брошюрки, не происходит. Ведь внутренняя температура тела повышается всего на 2÷2,5°С.

Негативное воздействие ИК-сауны

ИК-излучение может оказать и негативное воздействие при злоупотреблении процедурой или при посещении сауны во время болезни вопреки совету или без консультации лечащего врача. Увеличение времени пребывания в кабинке может привести к перегрузке сердечных мышц и обезвоживанию организма, поэтому необходимо соблюдать режим потребления воды.

Фото различных моделей инфракрасных саун:

1 из 7

Одноместная с карбоновыми нагревателями Четырехместная модель Wellness LH904D Двухместная модель Wellness LH902D (отделка кедр) Четырехместная от производителя Caminos Модель SolaRay IDS-2HG двухместная угловая Harvia Radiant infrared cabin SGC0909BR Harvia Rondium SG1515KL