از تاریخچه مطالعه تابش مادون قرمز

تشعشعات مادون قرمز یا تشعشعات حرارتی کشف قرن بیستم یا بیست و یکم نیست. تشعشعات فروسرخ در سال 1800 توسط یک ستاره شناس انگلیسی کشف شد دبلیو هرشل. او کشف کرد که "حداکثر گرما" فراتر از رنگ قرمز تشعشع مرئی است. این مطالعه آغاز مطالعه اشعه مادون قرمز بود. بسیاری از دانشمندان مشهور سر خود را برای مطالعه این منطقه گذاشته اند. اینها اسامی هستند مانند: فیزیکدان آلمانی ویلهلم وین(قانون وین)، فیزیکدان آلمانی ماکس پلانک(فرمول و ثابت پلانک)، دانشمند اسکاتلندی جان لزلی(دستگاه اندازه گیری تابش حرارتی - مکعب لسلی)، فیزیکدان آلمانی گوستاو کیرشهوف(قانون تشعشعات کیرشهوف)، فیزیکدان و ریاضیدان اتریشی جوزف استفانو فیزیکدان اتریشی استفان لودویگ بولتزمن(قانون استفان بولتزمن).

استفاده و کاربرد دانش تابش حرارتی در وسایل گرمایشی مدرن تنها در دهه 1950 مطرح شد. در اتحاد جماهیر شوروی، نظریه گرمایش تابشی در آثار G. L. Polyak، S. N. Shorin، M. I. Kissin، A. A. Sander توسعه یافت. از سال 1956، بسیاری از کتابهای فنی در مورد این موضوع در اتحاد جماهیر شوروی به روسی نوشته یا ترجمه شده است. با توجه به تغییرات در هزینه منابع انرژی و در مبارزه برای بهره وری انرژی و صرفه جویی در انرژی، بخاری های مادون قرمز مدرن به طور گسترده ای در گرمایش ساختمان های خانگی و صنعتی استفاده می شود.

تابش خورشیدی - تابش مادون قرمز طبیعی

معروف ترین و مهم ترین بخاری مادون قرمز طبیعی خورشید است. اساساً، این پیشرفته ترین روش گرمایش طبیعت است که برای بشر شناخته شده است. در منظومه شمسی، خورشید قوی ترین منبع تابش حرارتی است که حیات روی زمین را تعیین می کند. در دمای سطح خورشید حدود 6000 هزارحداکثر تشعشع در آن رخ می دهد 0.47 میکرومتر(مربوط به زرد مایل به سفید). خورشید در فاصله میلیون‌ها کیلومتری ما قرار دارد، با این حال، این مانع از انتقال انرژی در کل این فضای وسیع، عملاً بدون مصرف آن (انرژی)، بدون گرم کردن آن (فضا) نمی‌شود. دلیل آن این است که پرتوهای مادون قرمز خورشیدی مسافت زیادی را در فضا طی می کنند و عملاً هیچ اتلاف انرژی ندارند. هنگامی که در مسیر پرتوها به هر سطحی برخورد می شود، انرژی آنها با جذب شدن به گرما تبدیل می شود. زمین که تحت تابش اشعه خورشید قرار می گیرد و سایر اجسامی که تحت تابش اشعه خورشید قرار می گیرند مستقیماً گرم می شوند. و زمین و سایر اجسام گرم شده توسط خورشید به نوبه خود گرما را به هوای اطراف ما می دهند و در نتیجه آن را گرم می کنند.

هم قدرت تابش خورشید در سطح زمین و هم ترکیب طیفی آن به طور قابل توجهی به ارتفاع خورشید در بالای افق بستگی دارد. اجزای مختلف طیف خورشیدی به طور متفاوتی از جو زمین عبور می کنند.
در سطح زمین، طیف تابش خورشیدی شکل پیچیده تری دارد که با جذب در جو همراه است. به ویژه، حاوی بخش با فرکانس بالا پرتو فرابنفش نیست که برای موجودات زنده مضر است. در مرز بیرونی جو زمین، شار انرژی تابشی از خورشید است 1370 W/m²; (ثابت خورشیدی)، و حداکثر تابش در آن رخ می دهد λ=470 نانومتر(آبی). شار رسیدن به سطح زمین به دلیل جذب در جو به طور قابل توجهی کمتر است. در مطلوب ترین شرایط (خورشید در اوج خود) از آن تجاوز نمی کند 1120 W/m²; (در مسکو، در لحظه انقلاب تابستانی - 930 وات بر متر مربع) و حداکثر تابش در آن رخ می دهد λ=555 نانومتر(زرد سبز) که مربوط به بهترین حساسیت چشم است و تنها یک چهارم این تابش در ناحیه موج بلند تابش از جمله تابش ثانویه رخ می دهد.

با این حال، ماهیت انرژی تابشی خورشیدی کاملاً متفاوت از انرژی تابشی است که توسط بخاری های مادون قرمز که برای گرمایش فضا استفاده می شود، متفاوت است. انرژی تابش خورشیدی متشکل از امواج الکترومغناطیسی است که خواص فیزیکی و بیولوژیکی آنها به طور قابل توجهی با خواص امواج الکترومغناطیسی ناشی از بخاری های مادون قرمز معمولی متفاوت است، به ویژه، خواص باکتری کشی و شفابخش (هلیوتراپی) تابش خورشیدی کاملاً از تابش غایب است. منابع با دمای پایین و با این حال بخاری های مادون قرمز همان را ارائه می دهند اثر حرارتیبه عنوان خورشید، راحت ترین و مقرون به صرفه ترین منبع حرارتی ممکن است.

ماهیت پرتوهای مادون قرمز

فیزیکدان برجسته آلمانی ماکس پلانک، ضمن مطالعه تابش حرارتی (تابش مادون قرمز) به ماهیت اتمی آن پی برد. تابش حرارتی- این تابش الکترومغناطیسی است که از اجسام یا مواد ساطع می شود و به دلیل انرژی درونی آن به وجود می آید، به این دلیل که اتم های یک جسم یا ماده تحت تأثیر گرما سریعتر حرکت می کنند و در مورد ماده جامد، سریعتر به ارتعاش در می آیند. در مقایسه با حالت تعادل در طی این حرکت اتم ها با هم برخورد می کنند و در هنگام برخورد با شوک برانگیخته می شوند و به دنبال آن امواج الکترومغناطیسی گسیل می شوند.
تمام اجسام به طور پیوسته انرژی الکترومغناطیسی ساطع و جذب می کنند. این تابش نتیجه حرکت مداوم ذرات باردار اولیه در داخل ماده است. یکی از قوانین اساسی تئوری الکترومغناطیسی کلاسیک بیان می کند که یک ذره باردار که با شتاب حرکت می کند انرژی ساطع می کند. تابش الکترومغناطیسی (امواج الکترومغناطیسی) اختلال در میدان الکترومغناطیسی است که در فضا منتشر می شود، یعنی یک سیگنال الکترومغناطیسی دوره ای متغیر با زمان در فضا متشکل از میدان های الکتریکی و مغناطیسی. این تابش حرارتی است. تابش حرارتی شامل میدان های الکترومغناطیسی با طول موج های مختلف است. از آنجایی که اتم ها در هر دمایی حرکت می کنند، همه اجسام در هر دمایی بیشتر از دمای صفر مطلق هستند (-273°C)، گرما ساطع می کند. انرژی امواج الکترومغناطیسی تابش حرارتی، یعنی قدرت تابش، به دمای بدن، ساختار اتمی و مولکولی آن و همچنین به وضعیت سطح بدن بستگی دارد. تابش حرارتی در همه طول موجها رخ می دهد - از کوتاه ترین تا طولانی ترین، اما فقط آن تابش حرارتی با اهمیت عملی که در محدوده طول موج رخ می دهد در نظر گرفته می شود: λ = 0.38 - 1000 میکرومتر(در قسمت های مرئی و مادون قرمز طیف الکترومغناطیسی). با این حال، همه نورها دارای ویژگی های تابش حرارتی نیستند (به عنوان مثال، لومینسانس)، بنابراین، تنها طیف مادون قرمز را می توان به عنوان محدوده اصلی تابش حرارتی در نظر گرفت. (λ = 0.78 - 1000 میکرومتر). شما همچنین می توانید اضافه کنید: یک بخش با طول موج λ = 100 - 1000 میکرومتر، از نقطه نظر گرمایش - جالب نیست.

بنابراین، تابش حرارتی یکی از اشکال تابش الکترومغناطیسی است که در اثر انرژی درونی بدن ایجاد می شود و دارای طیف پیوسته است، یعنی بخشی از تابش الکترومغناطیسی است که انرژی آن با جذب، اثر حرارتی ایجاد می کند. . تشعشعات حرارتی در همه بدن وجود دارد.

تمام اجسامی که دمای آنها بیشتر از صفر مطلق (273- درجه سانتیگراد) است، حتی اگر با نور مرئی نمی درخشند، منبع پرتوهای مادون قرمز هستند و یک طیف مادون قرمز پیوسته ساطع می کنند. این بدان معنی است که تابش شامل امواجی با تمام فرکانس ها بدون استثنا است و صحبت در مورد تابش در هر موج خاصی کاملاً بیهوده است.

مناطق معمولی اصلی تابش مادون قرمز

امروزه هیچ طبقه بندی واحدی برای تقسیم تابش مادون قرمز به مناطق (مناطق) جزء آن وجود ندارد. در ادبیات فنی هدف بیش از دوازده طرح برای تقسیم ناحیه تابش مادون قرمز به مناطق جزء وجود دارد و همه آنها با یکدیگر متفاوت هستند. از آنجایی که همه انواع تشعشعات الکترومغناطیسی حرارتی از یک ماهیت هستند، طبقه بندی تابش بر اساس طول موج بسته به اثری که ایجاد می کنند فقط مشروط است و عمدتاً با تفاوت در فناوری تشخیص (نوع منبع تابش، نوع متر، حساسیت آن، و غیره) و در تکنیک اندازه گیری تابش. از نظر ریاضی نیز با استفاده از فرمول های (پلانک، وین، لامبرت و ...) نمی توان مرزهای دقیق مناطق را تعیین کرد.
برای تعیین طول موج (حداکثر تابش)، دو فرمول مختلف (دما و فرکانس) وجود دارد که نتایج متفاوتی را با اختلاف تقریبی به دست می‌دهد. 1,8 بار (این به اصطلاح قانون جابجایی وین است) و به علاوه، تمام محاسبات برای یک بدن کاملاً سیاه (شیء ایده آل) انجام می شود که در واقعیت وجود ندارد. اجسام واقعی موجود در طبیعت از این قوانین اطاعت نمی کنند و تا حدی از آنها منحرف می شوند. تابش اجسام واقعی به تعدادی از ویژگی های خاص بدن (شرایط سطح، ریزساختار، ضخامت لایه و غیره) بستگی دارد. همچنین به همین دلیل است که منابع مختلف مقادیر کاملاً متفاوتی را برای مرزهای مناطق تشعشع نشان می دهند. همه اینها نشان می دهد که استفاده از دما برای توصیف تابش الکترومغناطیسی باید با دقت زیاد و با مرتبه ای از دقت انجام شود. یک بار دیگر تاکید می کنم که تقسیم بندی بسیار خودسرانه است!!!

بیایید نمونه هایی از تقسیم شرطی منطقه مادون قرمز را بیان کنیم (λ = 0.78 - 1000 میکرومتر)به مناطق جداگانه (اطلاعات فقط از ادبیات فنی دانشمندان روسی و خارجی گرفته شده است). شکل بالا نشان می دهد که این تقسیم چقدر متنوع است، بنابراین نباید به هیچ یک از آنها وابسته شوید. فقط باید بدانید که طیف تابش مادون قرمز را می توان به چندین بخش از 2 تا 5 تقسیم کرد. ناحیه ای که در طیف مرئی نزدیکتر است را معمولاً می گویند: نزدیک، نزدیک، موج کوتاه و ... ناحیه ای که به تشعشعات مایکروویو نزدیکتر است دور، دور، موج بلند و غیره است. طبق ویکی پدیا، طرح تقسیم معمولی به این صورت است: منطقه نزدیک(نزدیک مادون قرمز، NIR)، منطقه موج کوتاه(مادون قرمز با طول موج کوتاه، SWIR)، منطقه موج متوسط(مادون قرمز با طول موج میانی، MWIR)، منطقه طول موج بلند(طول موج مادون قرمز، LWIR)، منطقه دور(مادون قرمز دور، FIR).

خواص پرتوهای مادون قرمز

اشعه مادون قرمز- این تابش الکترومغناطیسی است که ماهیت آن مانند نور مرئی است، بنابراین تابع قوانین اپتیک نیز می باشد. بنابراین برای تصور بهتر فرآیند تابش حرارتی باید قیاسی با تابش نور ترسیم کنیم که همه می‌دانیم و می‌توانیم آن را مشاهده کنیم. با این حال، ما نباید فراموش کنیم که خواص نوری مواد (جذب، انعکاس، شفافیت، شکست و غیره) در ناحیه مادون قرمز طیف به طور قابل توجهی با خواص نوری در قسمت مرئی طیف متفاوت است. یکی از ویژگی های تشعشعات مادون قرمز این است که بر خلاف سایر انواع اصلی انتقال حرارت، نیازی به یک ماده واسطه انتقال دهنده وجود ندارد. هوا، و به خصوص خلاء، در برابر تشعشعات مادون قرمز شفاف در نظر گرفته می شود، اگرچه این کاملاً در مورد هوا صادق نیست. هنگامی که تابش مادون قرمز از جو (هوا) عبور می کند، ضعیف شدن جزئی تابش حرارتی مشاهده می شود. این به این دلیل است که هوای خشک و تمیز تقریباً در برابر پرتوهای گرما شفاف است، اما اگر دارای رطوبت به شکل بخار باشد، مولکول های آب (H 2 O)، دی اکسید کربن (CO 2)، ازن (O 3)و سایر ذرات معلق جامد یا مایع که پرتوهای مادون قرمز را منعکس و جذب می کنند، تبدیل به محیطی نه کاملاً شفاف می شود و در نتیجه جریان تابش مادون قرمز در جهات مختلف پراکنده شده و ضعیف می شود. به طور معمول، پراکندگی در ناحیه مادون قرمز طیف کمتر از قسمت مرئی است. با این حال، زمانی که تلفات ناشی از پراکندگی در ناحیه مرئی طیف زیاد باشد، در ناحیه مادون قرمز نیز قابل توجه است. شدت تابش پراکنده به نسبت معکوس با توان چهارم طول موج متفاوت است. فقط در ناحیه مادون قرمز موج کوتاه قابل توجه است و در قسمت طول موج بلندتر طیف به سرعت کاهش می یابد.

مولکول های نیتروژن و اکسیژن موجود در هوا تابش مادون قرمز را جذب نمی کنند، بلکه تنها در نتیجه پراکندگی آن را تضعیف می کنند. ذرات معلق غبار همچنین منجر به پراکندگی اشعه مادون قرمز می شود و میزان پراکندگی به نسبت اندازه ذرات و طول موج تابش مادون قرمز بستگی دارد.

بخار آب، دی اکسید کربن، ازن و سایر ناخالصی های موجود در جو به طور انتخابی تابش مادون قرمز را جذب می کنند. به عنوان مثال، بخار آب به شدت تابش مادون قرمز را در کل منطقه مادون قرمز طیف جذب می کند، و دی اکسید کربن تابش مادون قرمز را در ناحیه مادون قرمز میانی جذب می کند.

در مورد مایعات، آنها می توانند در برابر تابش مادون قرمز شفاف یا مات باشند. به عنوان مثال، لایه ای از آب به ضخامت چند سانتی متر در برابر تشعشعات مرئی شفاف و نسبت به تابش مادون قرمز مات با طول موج بیش از 1 میکرون است.

جامدات(بدن ها)، به نوبه خود، در بیشتر موارد در برابر تشعشعات حرارتی شفاف نیست، اما استثناهایی وجود دارد. به عنوان مثال، ویفرهای سیلیکونی، که در ناحیه مرئی مات هستند، در ناحیه مادون قرمز شفاف هستند و کوارتز، برعکس، نسبت به تابش نور شفاف هستند، اما در برابر پرتوهای حرارتی با طول موج بیش از 4 میکرون، مات هستند. به همین دلیل است که از شیشه کوارتز در بخاری های مادون قرمز استفاده نمی شود. شیشه معمولی، بر خلاف شیشه کوارتز، نسبت به اشعه مادون قرمز تا حدی شفاف است، همچنین می تواند بخش قابل توجهی از تابش مادون قرمز را در محدوده طیفی خاصی جذب کند، اما تابش فرابنفش را منتقل نمی کند. سنگ نمک در برابر تشعشعات حرارتی نیز شفاف است. فلزات در اکثر موارد دارای بازتابی برای تابش مادون قرمز هستند که بسیار بیشتر از نور مرئی است که با افزایش طول موج تابش مادون قرمز افزایش می یابد. به عنوان مثال، بازتاب آلومینیوم، طلا، نقره و مس در طول موج حدودا 10 میکرومترمی رسد 98% که به طور قابل توجهی بالاتر از طیف مرئی است، این خاصیت به طور گسترده در طراحی بخاری های مادون قرمز استفاده می شود.

در اینجا کافی است به عنوان مثال به قاب های لعاب گلخانه ها اشاره کنیم: شیشه عملاً بیشتر تابش خورشیدی را منتقل می کند و از طرف دیگر زمین گرم شده امواجی با طول زیاد (حدوداً) از خود ساطع می کند. 10 میکرومتردر رابطه با آن شیشه مانند یک بدنه مات رفتار می کند. به لطف این، دمای داخل گلخانه ها برای مدت طولانی، بسیار بالاتر از دمای هوای بیرون، حتی پس از توقف تابش خورشید، حفظ می شود.

انتقال حرارت تابشی نقش مهمی در زندگی انسان دارد. یک فرد گرمای تولید شده در طول فرآیند فیزیولوژیکی را عمدتاً از طریق تبادل حرارت تابشی و همرفت به محیط منتقل می کند. با گرمایش تابشی (مادون قرمز)، جزء تابشی تبادل حرارت بدن انسان به دلیل دمای بالاتری که هم در سطح دستگاه گرمایشی و هم در سطح برخی از سازه‌های محصور داخلی رخ می‌دهد کاهش می‌یابد، بنابراین، در عین حال، همان را فراهم می‌کند. احساس گرما، تلفات حرارتی همرفتی ممکن است بیشتر باشد. دمای اتاق ممکن است کمتر باشد.

بنابراین، تبادل حرارت تابشی نقش تعیین کننده ای در شکل گیری احساس آسایش حرارتی فرد دارد.

زمانی که فردی در محدوده یک بخاری مادون قرمز قرار می گیرد، اشعه IR از طریق پوست به بدن انسان نفوذ می کند و لایه های مختلف پوست این اشعه ها را به روش های مختلف منعکس و جذب می کند. با مادون قرمزنفوذ پرتوها در مقایسه با تابش موج کوتاه. ظرفیت جذب رطوبت موجود در بافت پوست بسیار بالا است و پوست بیش از 90 درصد از تشعشعات وارده به سطح بدن را جذب می کند. گیرنده های عصبی که گرما را حس می کنند در بیرونی ترین لایه پوست قرار دارند. اشعه مادون قرمز جذب شده این گیرنده ها را تحریک می کند که باعث ایجاد احساس گرما در فرد می شود.

پرتوهای مادون قرمز هم اثرات موضعی و هم کلی دارند. تابش مادون قرمز موج کوتاهبرخلاف اشعه مادون قرمز موج بلند، می تواند باعث قرمزی پوست در محل تابش شود که به طور انعکاسی 2-3 سانتی متر در اطراف ناحیه تحت تابش پخش می شود. دلیل این امر گشاد شدن عروق مویرگی و افزایش گردش خون است. ممکن است به زودی یک تاول در محل تشعشع ظاهر شود که بعداً به دلمه تبدیل می شود. همچنین هنگام ضربه مادون قرمز موج کوتاهاشعه به اندام های بینایی، آب مروارید ممکن است رخ دهد.

عواقب احتمالی قرار گرفتن در معرض ذکر شده در بالا بخاری مادون قرمز موج کوتاه، نباید با ضربه اشتباه گرفته شود بخاری مادون قرمز موج بلند. همانطور که قبلا ذکر شد، اشعه مادون قرمز موج بلند در بالای لایه پوست جذب می شود و تنها یک اثر حرارتی ساده ایجاد می کند.

استفاده از گرمایش تابشی نباید فرد را به خطر بیندازد یا یک میکروکلیم ناراحت کننده در اتاق ایجاد کند.

گرمایش تابشی می تواند شرایط راحت را در دماهای پایین تر فراهم کند. هنگام استفاده از گرمایش تابشی، هوای داخل خانه تمیزتر است زیرا سرعت جریان هوا کمتر است و این باعث کاهش آلودگی گرد و غبار می شود. همچنین، با این گرمایش، تجزیه گرد و غبار رخ نمی دهد، زیرا دمای صفحه تابشی بخاری موج بلند هرگز به دمای لازم برای تجزیه گرد و غبار نمی رسد.

هر چه ساطع کننده گرما سردتر باشد، برای بدن انسان بی ضررتر است، فرد مدت بیشتری می تواند در ناحیه اثر بخاری بماند.

ماندن طولانی مدت فرد در نزدیکی منبع حرارتی با دمای بالا (بیش از 300 درجه سانتیگراد) برای سلامتی انسان مضر است.

تاثیر اشعه مادون قرمز بر سلامت انسان

نحوه انتشار بدن انسان پرتوهای مادون قرمز، و آنها را جذب می کند. اشعه IR از طریق پوست به بدن انسان نفوذ می کند و لایه های مختلف پوست این اشعه ها را به صورت متفاوتی منعکس و جذب می کنند. تابش امواج بلند به طور قابل توجهی کمتر در بدن انسان نفوذ می کند تابش موج کوتاه. رطوبت موجود در بافت پوست بیش از 90 درصد از تشعشعات وارده به سطح بدن را جذب می کند. گیرنده های عصبی که گرما را حس می کنند در بیرونی ترین لایه پوست قرار دارند. اشعه مادون قرمز جذب شده این گیرنده ها را تحریک می کند که باعث ایجاد احساس گرما در فرد می شود. تشعشعات مادون قرمز موج کوتاه عمیق ترین نفوذ را در بدن ایجاد می کند و باعث حداکثر گرمایش آن می شود. در نتیجه این اثر، انرژی پتانسیل سلول‌های بدن افزایش می‌یابد و آب بی‌پیوند از آنها خارج می‌شود، فعالیت ساختارهای سلولی خاص افزایش می‌یابد، سطح ایمونوگلوبولین‌ها افزایش می‌یابد، فعالیت آنزیم‌ها و استروژن‌ها افزایش می‌یابد و واکنش‌های بیوشیمیایی دیگری رخ می‌دهد. . این در مورد همه انواع سلول های بدن و خون صدق می کند. با این حال قرار گرفتن طولانی مدت در معرض اشعه مادون قرمز موج کوتاه در بدن انسان نامطلوب است.مبتنی بر این خاصیت است اثر عملیات حرارتی، به طور گسترده در اتاق های فیزیوتراپی در کلینیک های ما و خارج از کشور استفاده می شود و توجه داشته باشید که مدت زمان انجام عمل محدود است. با این حال، داده ها محدودیت ها برای بخاری های مادون قرمز با موج بلند اعمال نمی شود.ویژگی مهم تابش مادون قرمز- طول موج (فرکانس) تابش. تحقیقات مدرن در زمینه بیوتکنولوژی نشان داده است که چنین است تابش مادون قرمز موج بلنددر توسعه همه اشکال حیات روی زمین از اهمیت ویژه ای برخوردار است. به همین دلیل به آن پرتوهای بیوژنتیک یا پرتوهای حیات نیز می گویند. بدن ما خودش را تشعشع می کند امواج مادون قرمز بلند، اما خود نیز نیاز به تغذیه مداوم دارد گرمای موج بلند. اگر این تشعشع شروع به کاهش کند یا مجدداً بدن انسان با آن دوباره پر شود، بدن مورد حمله بیماری های مختلف قرار می گیرد، فرد به سرعت در پس زمینه وخامت عمومی بهزیستی پیر می شود. بیشتر تابش مادون قرمزروند متابولیک را عادی می کند و علت بیماری و نه فقط علائم آن را از بین می برد.

با چنین گرمایی، مانند هنگام کار، از گرفتگی ناشی از گرمای بیش از حد هوای زیر سقف سردرد نخواهید داشت. گرمایش همرفتی، - زمانی که دائماً می خواهید پنجره را باز کنید و هوای تازه را وارد کنید (در حالی که هوای گرم شده را خارج کنید).

هنگامی که در معرض تابش مادون قرمز با شدت 70-100 وات بر متر مربع قرار می گیرد، فعالیت فرآیندهای بیوشیمیایی در بدن افزایش می یابد که منجر به بهبود وضعیت عمومی فرد می شود. اما استانداردهایی وجود دارد و باید رعایت شود. استانداردهایی برای گرمایش ایمن اماکن خانگی و صنعتی، برای مدت زمان انجام اقدامات پزشکی و زیبایی، برای کار در کارگاه های HOT و غیره وجود دارد. این را فراموش نکنید. هنگامی که بخاری های مادون قرمز به درستی استفاده می شود، هیچ تاثیر منفی بر بدنه وجود ندارد.

تابش مادون قرمز، اشعه مادون قرمز، خواص پرتوهای مادون قرمز، طیف تابش بخاری های مادون قرمز

تابش مادون قرمز، اشعه مادون قرمز، ویژگی های اشعه مادون قرمز، طیف تابش گرم کننده های مادون قرمز کالینینگراد

ویژگی های بخاری ها طیف تابش هیترها طول موج موج بلند موج متوسط ​​موج کوتاه موج روشن خاکستری تیره آسیب بر سلامتی انسان کالینینگراد

تابش مادون قرمز برای چشم انسان نامرئی است، با این حال، از تمام مواد مایع و جامد ساطع می شود. وقوع بسیاری از فرآیندها در زمین را تضمین می کند. در زمینه های مختلف فعالیت ما استفاده می شود.

تمام خواص تابش مادون قرمز بر روی بدن توسط فتوتراپیست ها بررسی شده است. اثر بستگی به طول موج و مدت زمان قرار گرفتن در معرض. آنها برای یک زندگی عادی ضروری هستند.

محدوده IR از انتهای قرمز طیف مرئی تا طیف بنفش (فرابنفش) متغیر است. این فاصله به مناطق طولانی، متوسط ​​و کوتاه تقسیم می شود. در نور پایین، پرتوها خطرناک تر هستند. اما طول موج های بلند تاثیر مفیدی بر بدن دارند.

فواید اشعه مادون قرمز:

• استفاده در پزشکی برای درمان بیماری های مختلف؛
• تحقیقات علمی - کمک در اکتشافات؛
• تأثیر مفیدی بر رشد گیاه دارد؛
• کاربرد در صنایع غذایی برای تسریع تحولات بیوشیمیایی؛
• استریل کردن مواد غذایی؛
• عملکرد تجهیزات - رادیو، تلفن و غیره را تضمین می کند.
• تولید انواع دستگاه ها و دستگاه های مبتنی بر مادون قرمز؛
• استفاده برای مقاصد نظامی برای ایمنی مردم.

جنبه های منفی IR موج کوتاه به دلیل دمای گرمایش است. هر چه بیشتر باشد، شدت تابش قوی تر است.

خواص مضر IR کوتاه:

• هنگام قرار گرفتن در معرض چشم - آب مروارید؛
• در صورت تماس با پوست - سوختگی، تاول؛
• اگر بر مغز تأثیر می گذارد - حالت تهوع، سرگیجه، افزایش ضربان قلب.
• هنگام استفاده از بخاری های با مادون قرمز، نباید در مجاورت نزدیک باشید.

منابع تشعشع

خورشید- مولد طبیعی اصلی IR. تقریباً 50 درصد تابش آن در طیف مادون قرمز است. به لطف آنها زندگی آغاز شد. انرژی خورشیدی به سمت اجسامی با دمای کمتر هدایت می شود و آنها را گرم می کند.

زمین آن را جذب می کند و بیشتر آن را به جو باز می گرداند. همه اجسام دارای خواص تابشی متفاوتی هستند که ممکن است به چندین جسم وابسته باشد.

مشتقات مصنوعی شامل بسیاری از موارد مجهز به LED هستند. اینها لامپ های رشته ای، رشته های تنگستن، بخاری ها و برخی لیزرها هستند. تقریباً هر چیزی که ما را احاطه کرده است هم منبع و هم جذب کننده IR است. هر جسم گرم شده نور نامرئی ساطع می کند.

برنامه

پرتوهای مادون قرمز در پزشکی، زندگی روزمره، صنعت و نجوم استفاده می شود. آنها حوزه های بسیاری را در زندگی انسان پوشش می دهند. هر کجا که می رود، هر کجا که باشد، نفوذ مادون قرمز را تجربه می کند.

در پزشکی استفاده کنید

از زمان های قدیم، مردم متوجه قدرت شفابخش گرما برای درمان بیماری ها شده اند. بسیاری از اختلالات ناشی از شرایط نامساعد محیطی است. در طول زندگی، بدن مواد مضر را جمع می کند.

اشعه مادون قرمز از دیرباز در پزشکی مورد استفاده قرار گرفته است. IR موج بلند مفیدترین خواص را دارد. تحقیقات ثابت کرده است که چنین درمانی بدن را برای از بین بردن سموم، الکل، نیکوتین، سرب و جیوه تحریک می کند.

روند متابولیک را عادی می کند، سیستم ایمنی را تقویت می کند، بسیاری از عفونت ها ناپدید می شوند و نه تنها علائم، بلکه خود بیماری نیز ناپدید می شوند. سلامتی به وضوح قوی‌تر می‌شود: فشار خون کاهش می‌یابد، خواب خوب ظاهر می‌شود، ماهیچه‌ها شل می‌شوند، رگ‌های خونی گشاد می‌شوند، جریان خون تسریع می‌شود، خلق‌وخو بهبود می‌یابد، استرس روانی از بین می‌رود.

روش‌های درمانی می‌توانند مستقیماً روی ناحیه بیمار متمرکز شوند یا کل بدن را تحت تأثیر قرار دهند.

یکی از ویژگی های فیزیوتراپی موضعی، اثر هدفمند IR بر قسمت های بیمار بدن است. روش های عمومی برای کل بدن طراحی شده است. بهبود فقط پس از چند جلسه اتفاق می افتد.

نمونه ای از بیماری های اصلی که درمان IR برای آنها نشان داده شده است:

• سیستم اسکلتی عضلانی - شکستگی، آرتریت، التهاب مفاصل؛
• سیستم تنفسی - آسم، برونشیت، پنومونی؛
• سیستم عصبی - نورالژی، خواب بی قرار، افسردگی؛
• دستگاه ادراری - نارسایی کلیه، سیستیت، پروستاتیت؛
• پوست - سوختگی، زخم، اسکار، فرآیندهای التهابی، پسوریازیس؛
• آرایشی - اثر ضد سلولیت؛
• دندانپزشکی - برداشتن اعصاب، نصب پر کردن.
• دیابت قندی؛
• حذف قرار گرفتن در معرض رادیواکتیو

این فهرست همه جنبه های پزشکی را که در آن از اشعه مادون قرمز استفاده می شود منعکس نمی کند.

فیزیوتراپی موارد منع مصرف دارد:بارداری، بیماری های خون، عدم تحمل فردی، آسیب شناسی در حین تشدید، سل، نئوپلاسم ها، فرآیندهای چرکی، تمایل به خونریزی.

بخاری مادون قرمز

بخاری های IR روز به روز محبوب تر می شوند. این با مزایای قابل توجهی از رویکرد اقتصادی و اجتماعی توضیح داده می شود.

از دیرباز در صنعت و کشاورزی ثابت شده است که دستگاه های الکترومغناطیسی گرما را دفع نمی کنند، بلکه جسم مورد نظر را با تمرکز تابش مادون قرمز به شکل موج مستقیماً بر روی جسم گرم می کنند. بنابراین، در یک کارگاه بزرگ، محل کار گرم می شود، اما در یک انبار، مسیر شخص گرم می شود و نه کل اتاق.

گرمایش مرکزی با استفاده از آب گرم در رادیاتورها تامین می شود. توزیع دما ناهموار است، هوای گرم تا سقف بالا می رود و در قسمت پارکت به وضوح سردتر است. در مورد بخاری مادون قرمز می توان از مشکل گرمای هدر رفت جلوگیری کرد.

نصب در ترکیب با تهویه طبیعی رطوبت هوا را به حالت عادی کاهش می دهد، به عنوان مثال، در مزارع خوک و انبارها، سنسورها 70-75٪ یا کمتر را ثبت می کنند. هنگام استفاده از چنین قطره چکان، تعداد حیوانات افزایش می یابد.

طیف سنجی مادون قرمز

شاخه ای از فیزیک که مسئول تأثیر مادون قرمز بر اجسام است، طیف سنجی فروسرخ نامیده می شود. با کمک آن، مشکلات تجزیه و تحلیل کمی و کیفی مخلوط مواد، مطالعه برهمکنش های بین مولکولی و مطالعه سینتیک و ویژگی های واسطه های واکنش شیمیایی حل می شود.

این روش ارتعاشات مولکول ها را با استفاده از طیف سنج اندازه گیری می کند. این یک پایگاه داده جدولی بزرگ دارد که به شما امکان می دهد هزاران ماده را بر اساس اثر انگشت اتمی آنها شناسایی کنید.

کنترل از راه دور

برای کنترل دستگاه ها از راه دور استفاده می شود. دیودهای مادون قرمز عمدتاً در لوازم خانگی استفاده می شود. به عنوان مثال، یک کنترل از راه دور تلویزیون، برخی از تلفن های هوشمند دارای یک پورت IR هستند.

این اشعه ها دخالت نمی کنند، زیرا برای چشم انسان نامرئی

ترموگرافی

تصویربرداری حرارتی در اشعه مادون قرمز برای اهداف تشخیصی، همچنین در چاپ، دامپزشکی و سایر زمینه ها استفاده می شود.

با بیماری های مختلف، دمای بدن تغییر می کند. سیستم گردش خون شدت را در ناحیه اختلالات افزایش می دهد که در مانیتور ابزار منعکس می شود.

سایه های سرد آبی تیره هستند، افزایش گرما با تغییر رنگ ابتدا به سبز، سپس زرد، قرمز و سفید قابل توجه است.

خواص پرتوهای IR

پرتوهای IR ماهیت مشابهی با نور مرئی دارند، اما در محدوده متفاوتی قرار دارند. در این راستا، آنها از قوانین اپتیک پیروی می کنند و دارای ضریب انتشار، بازتاب و ضریب انتقال هستند.

ویژگی های متمایز:

• یک ویژگی خاص عدم نیاز به پیوند میانی در طول انتقال حرارت است.
• توانایی عبور از برخی اجسام مات؛
• ماده را با جذب شدن توسط آن گرم می کند.
• نامرئی؛
• دارای اثر شیمیایی بر روی صفحات عکاسی.
• باعث ایجاد یک اثر فوتوالکتریک داخلی در ژرمانیوم می شود.
• قادر به اپتیک موج (تداخل و پراش)؛
• با استفاده از روش های عکاسی ثبت شده است.

تابش مادون قرمز در زندگی

شخص پرتوهای مادون قرمز را ساطع و جذب می کند. اثرات موضعی و عمومی دارند. و اینکه چه عواقبی خواهد داشت - سود یا ضرر، به فراوانی آنها بستگی دارد.

امواج مادون قرمز طولانی از مردم ساطع می شود و دریافت آنها مطلوب است. درمان فیزیوتراپی بر اساس آنها است. پس از همه، آنها مکانیسم بازسازی و بهبود اندام ها را تحریک می کنند.

امواج کوتاه اصول عملکرد متفاوتی دارند. آنها می توانند باعث گرم شدن اندام های داخلی شوند.

همچنین قرار گرفتن طولانی مدت در معرض اشعه ماوراء بنفش منجر به عواقبی مانند سوختگی یا حتی سرطان شناسی می شود. متخصصان پزشکی گذراندن وقت زیر نور خورشید در طول روز را توصیه نمی کنند، به خصوص اگر کودکی همراه خود دارید.

در همه حال، اشعه مادون قرمز انسان را احاطه کرده است. قبل از ظهور پیشرفت تکنولوژی، اشعه های خورشید بر بدن انسان تأثیر می گذاشت و با ظهور لوازم خانگی، اشعه مادون قرمز در خانه نیز تأثیر می گذارد. گرمایش درمانی بافت های بدن با موفقیت در پزشکی برای درمان فیزیوتراپی پاتولوژی های مختلف استفاده می شود.

خواص تشعشعات مادون قرمز مدتهاست که توسط فیزیکدانان مورد مطالعه قرار گرفته است و هدف آن به دست آوردن حداکثر فواید و فواید برای انسان است. تمام پارامترهای اثرات مضر در نظر گرفته شد و روش های حفاظت برای حفظ سلامت انسان توصیه شد.

پرتوهای مادون قرمز: آنها چیست؟

تابش الکترومغناطیسی نامرئی که یک اثر حرارتی قوی ایجاد می کند مادون قرمز نامیده می شود. طول پرتوها بین 0.74 تا 2000 میکرومتر است که بین تابش امواج رادیویی مایکروویو و پرتوهای قرمز مرئی است که طولانی‌ترین در طیف خورشید هستند.

در سال 1800، ستاره شناس بریتانیایی ویلیام هرشل تابش الکترومغناطیسی را کشف کرد. این اتفاق هنگام مطالعه پرتوهای خورشید رخ داد: دانشمند متوجه گرم شدن قابل توجه ابزارها شد و توانست تشعشعات نامرئی را متمایز کند.

تابش مادون قرمز نام دوم دارد - "حرارتی". گرما از اجسامی خارج می شود که می توانند دما را حفظ کنند. امواج مادون قرمز کوتاه با شدت بیشتری گرم می شوند و اگر گرما ضعیف احساس شود به این معنی است که امواج دوربرد از سطح ساطع می شوند. سه نوع طول موج تابش مادون قرمز وجود دارد:

• کوتاه یا کوتاه تا 2.5 میکرون؛
• میانگین حداکثر 50 میکرون؛
• طولانی یا دور 50-2000 میکرومتر.

هر جسمی که قبلاً گرم شده باشد، اشعه مادون قرمز ساطع می کند و انرژی گرمایی آزاد می کند. معروف‌ترین منبع طبیعی گرما خورشید است و مصنوع‌ها شامل لامپ‌های برقی، لوازم خانگی و رادیاتورها هستند که کارکرد آنها گرما تولید می‌کند.

اشعه مادون قرمز در کجا استفاده می شود؟

هر کشف جدید کاربرد خود را پیدا می کند و بیشترین سود را برای بشریت دارد. کشف اشعه مادون قرمز به حل بسیاری از مشکلات در زمینه های مختلف از پزشکی گرفته تا مقیاس صنعتی کمک کرد.

معروف ترین مناطقی که از خواص پرتوهای نامرئی استفاده می شود:

1. با کمک دستگاه های ویژه، تصویرگرهای حرارتی، می توانید یک شی را در فاصله ای دور با استفاده از خواص تابش مادون قرمز تشخیص دهید. هر جسمی که بتواند دما را روی سطح خود حفظ کند و در نتیجه اشعه مادون قرمز ساطع کند. یک دوربین ترموگرافی اشعه های گرما را تشخیص می دهد و تصویر دقیقی از جسم مورد شناسایی ایجاد می کند. این ویژگی را می توان در صنعت و تمرین نظامی استفاده کرد.
2. برای انجام روش ردیابی در تمرین نظامی، از دستگاه هایی با حسگرهایی استفاده می شود که می توانند هدفی را که گرما منتشر می کند، شناسایی کنند. علاوه بر این، آنچه دقیقاً در محیط نزدیک وجود دارد به منظور محاسبه صحیح نه تنها مسیر، بلکه همچنین نیروی ضربه، اغلب یک موشک، منتقل می شود.
3. انتقال حرارت فعال همراه با پرتوها در شرایط خانگی با استفاده از خواص مفید برای گرم کردن اتاق در فصل سرد استفاده می شود. رادیاتورها از فلز ساخته شده اند که قادر است بیشترین مقدار انرژی حرارتی را منتقل کند. همین اثر در مورد بخاری ها نیز صدق می کند. برخی از لوازم خانگی: تلویزیون، جاروبرقی، اجاق گاز، اتو دارای همین خواص هستند.
4. در صنعت، فرآیند جوشکاری محصولات پلاستیکی و بازپخت با استفاده از اشعه مادون قرمز انجام می شود.
5. تابش مادون قرمز در عمل پزشکی برای درمان پاتولوژی های خاص با گرما و همچنین برای ضد عفونی هوای داخل خانه با استفاده از لامپ های کوارتز استفاده می شود.
6. تهیه نقشه های آب و هوا بدون ابزارهای ویژه با سنسورهای تشخیص حرارتی که به راحتی حرکت هوای گرم و سرد را تعیین می کنند غیرممکن است.
7. برای تحقیقات نجومی، تلسکوپ های ویژه ای ساخته می شود که به پرتوهای فروسرخ حساس هستند که قادر به تشخیص اجرام فضایی با دمای متفاوت در سطح هستند.
8. در صنایع غذایی برای عملیات حرارتی غلات.
9. برای بررسی اسکناس ها از دستگاه هایی با تشعشعات مادون قرمز استفاده می شود که از نور آنها می توان اسکناس های تقلبی را تشخیص داد.

تاثیر اشعه مادون قرمز بر بدن انسان مبهم است. طول موج های مختلف می توانند واکنش های غیرقابل پیش بینی ایجاد کنند. شما باید به ویژه مراقب گرمای خورشید باشید که می تواند باعث آسیب شود و به عامل تحریک کننده ای برای راه اندازی فرآیندهای پاتولوژیک منفی در سلول ها تبدیل شود.

پرتوهای با طول موج بلند به پوست برخورد می کند و گیرنده های گرما را فعال می کند و گرمای دلپذیری را به آنها می بخشد. این محدوده فرکانس است که به طور فعال برای اثرات درمانی در پزشکی استفاده می شود. بیشتر گرما توسط پوست جذب می شود و روی سطح آن می افتد. ضربه کم، گرمای دلپذیر سطح پوست را بدون تأثیر بر اندام های داخلی تضمین می کند.

امواج با طول موج 9.6 میکرون باعث تجدید اپیدرم، تقویت سیستم ایمنی و التیام بدن می شود. فیزیوتراپی مبتنی بر استفاده از امواج مادون قرمز طولانی است که باعث ایجاد فرآیندهای زیر می شود:

• هنگامی که عضلات صاف پس از انتقال اطلاعات به هیپوتالاموس هنگام تأثیر بر لایه سطحی پوست شل می شوند، گردش خون بهبود می یابد.
• فشار خون پس از گشاد شدن عروق عادی می شود.
• سلول های بدن بیشتر با مواد مغذی و اکسیژن تامین می شوند که وضعیت عمومی را بهبود می بخشد.
• واکنش های بیوشیمیایی سریعتر انجام می شود که بر روند متابولیک تأثیر می گذارد.
• ایمنی بهبود می یابد و مقاومت بدن در برابر میکروارگانیسم های بیماری زا افزایش می یابد.
• تسریع متابولیسم به حذف مواد سمی و کاهش سرباره کمک می کند.

تأثیر پاتولوژیک

امواج با طول موج کوتاه اثر معکوس دارند. آسیب اشعه مادون قرمز به دلیل اثر حرارتی شدید ناشی از پرتوهای کوتاه است. یک اثر حرارتی قوی در اعماق بدن پخش می شود و باعث گرم شدن اندام های داخلی می شود. گرم شدن بیش از حد بافت ها منجر به کم آبی بدن و افزایش قابل توجه دمای بدن می شود.

پوست در محل تماس با اشعه مادون قرمز با طول کوتاه قرمز می شود و دچار سوختگی حرارتی می شود که گاهی اوقات شدت دوم با ظاهر تاول هایی با محتویات کدر می شود. مویرگ های محل ضایعه منبسط شده و می ترکند که منجر به خونریزی های کوچک می شود.

سلول ها رطوبت خود را از دست می دهند، بدن ضعیف و مستعد ابتلا به انواع مختلف عفونت ها می شود. اگر اشعه مادون قرمز وارد چشم شود، این واقعیت تأثیر مخربی بر بینایی دارد. غشای مخاطی چشم خشک می شود، شبکیه تحت تاثیر منفی قرار می گیرد. عدسی خاصیت ارتجاعی و شفافیت خود را از دست می دهد که یکی از علائم آب مروارید است.

قرار گرفتن در معرض حرارت بیش از حد باعث افزایش فرآیندهای التهابی، در صورت وجود، می شود و همچنین به عنوان زمینه مناسبی برای بروز التهاب عمل می کند. پزشکان می گویند که افزایش دما تا چند درجه می تواند باعث عفونت مننژیت شود.

افزایش کلی دمای بدن منجر به گرمازدگی می شود که در صورت عدم ارائه کمک می تواند عواقب جبران ناپذیری به دنبال داشته باشد. علائم اصلی گرمازدگی:

• ضعف عمومی؛
• سردرد شدید؛
• تاری دید؛
• حالت تهوع؛
• افزایش ضربان قلب؛
• ظاهر عرق سرد در پشت؛
• از دست دادن هوشیاری کوتاه مدت

اگر فرکانس قرار گرفتن در معرض اشعه مادون قرمز برای مدت طولانی ادامه یابد، یک عارضه جدی مرتبط با اختلال در تنظیم حرارت رخ می دهد. اگر کمک به موقع به فرد ارائه نشود، سلول های مغزی اصلاح می شوند و فعالیت سیستم گردش خون مهار می شود.

لیست فعالیت ها در اولین دقایق پس از شروع علائم هشدار دهنده:

1. منبع تابش مادون قرمز را از قربانی خارج کنید: فرد را به سایه یا مکانی دور از منبع گرمای مضر منتقل کنید.
2. هر لباسی را که ممکن است در تنفس عمیق و آزاد اختلال ایجاد کند، باز کنید یا بردارید.
3. پنجره را باز کنید تا هوای تازه آزادانه جریان یابد.
4. با آب خنک پاک کنید یا در یک ورقه مرطوب بپیچید.
5. در مکان هایی که رگ های بزرگ در آن قرار دارند (گیجگاهی، کشاله ران، پیشانی، زیر بغل) سرد بمالید.
6. اگر فرد هوشیار باشد، باید به او آب خنک و تمیز داده شود تا دمای بدن را کاهش دهد.
7. در صورت از دست دادن هوشیاری باید یک مجموعه احیا شامل تنفس مصنوعی و فشرده سازی قفسه سینه انجام شود.
8. برای دریافت مراقبت های پزشکی واجد شرایط با آمبولانس تماس بگیرید.

نشانه ها

برای اهداف درمانی، استفاده از امواج حرارتی طولانی به طور گسترده ای در عمل پزشکی استفاده می شود. لیست بیماری ها بسیار طولانی است:

• فشار خون بالا؛
• سندرم درد؛
• به شما کمک می کند تا پوندهای اضافی را کاهش دهید؛
• بیماری های معده و دوازدهه؛
• حالت های افسردگی؛
• بیماری های تنفسی؛
• آسیب شناسی پوست؛
• رینیت، اوتیت بدون عارضه.

موارد منع استفاده از اشعه مادون قرمز

مزایای پرتوهای مادون قرمز در غیاب آسیب شناسی یا علائم فردی که در آن قرار گرفتن در معرض اشعه مادون قرمز غیرقابل قبول است برای انسان ارزشمند است:

• بیماری های سیستمیک خون، تمایل به خونریزی مکرر؛
• بیماری های التهابی حاد و مزمن؛
• وجود عفونت چرکی در بدن؛
• نئوپلاسم های بدخیم؛
• نارسایی قلبی در مرحله جبران؛
• بارداری؛
• صرع و سایر اختلالات عصبی شدید؛
• کودکان تا سه سال.

اقدامات حفاظتی در برابر اشعه های مضر

کسانی که در معرض خطر دریافت امواج مادون قرمز موج کوتاه هستند، کسانی هستند که دوست دارند مدت زمان طولانی را زیر آفتاب سوزان بگذرانند و کارگران در کارگاه هایی که از خواص پرتوهای گرما استفاده می شود. برای محافظت از خود، باید توصیه های ساده را دنبال کنید:

1. کسانی که به برنزه شدن زیبا علاقه دارند، باید زمان خود را در معرض نور خورشید کاهش دهند و قبل از بیرون رفتن، پوست در معرض آفتاب را با یک کرم محافظ چرب کنند.
2. اگر منبع گرمای شدید در این نزدیکی وجود دارد، شدت گرما را کاهش دهید.
3. هنگام کار در کارگاه هایی با درجه حرارت بالا، کارگران باید به تجهیزات حفاظت فردی مجهز شوند: لباس مخصوص، کلاه.
4. زمان صرف شده در اتاق هایی با درجه حرارت بالا باید به شدت تنظیم شود.
5. هنگام انجام روش ها، برای حفظ سلامت چشم از عینک محافظ استفاده کنید.
6. فقط لوازم خانگی با کیفیت بالا را در اتاق ها نصب کنید.

انواع مختلفی از تشعشعات انسان را در فضای باز و داخل خانه احاطه می کند. آگاهی از پیامدهای منفی احتمالی به شما کمک می کند در آینده سالم بمانید. ارزش تابش مادون قرمز برای بهبود زندگی انسان غیرقابل انکار است، اما یک اثر پاتولوژیک نیز وجود دارد که باید با پیروی از توصیه های ساده از بین برود.

در سال 1800، دانشمند ویلیام هرشل کشف خود را در جلسه انجمن سلطنتی لندن اعلام کرد. او دماهای خارج از طیف را اندازه گیری کرد و پرتوهای نامرئی با قدرت گرمایش زیاد را کشف کرد. او این آزمایش را با استفاده از فیلترهای تلسکوپ انجام داد. او متوجه شد که آنها نور و گرما را از پرتوهای خورشید به درجات مختلف جذب می کنند.

پس از 30 سال، وجود پرتوهای نامرئی واقع در فراتر از قسمت قرمز طیف مرئی خورشید به طور مسلم ثابت شد. بکرل فرانسوی این تابش را فروسرخ نامید.

خواص تابش IR

طیف تابش مادون قرمز از خطوط و باندهای جداگانه تشکیل شده است. اما می تواند پیوسته نیز باشد. همه چیز به منبع پرتوهای IR بستگی دارد. به عبارت دیگر آنچه اهمیت دارد انرژی جنبشی یا دمای یک اتم یا مولکول است. هر عنصر جدول تناوبی در دماهای مختلف ویژگی های متفاوتی دارد.

به عنوان مثال، طیف مادون قرمز اتم های برانگیخته، به دلیل وضعیت نسبی مابقی دسته هسته، دارای طیف IR کاملاً خطی خواهد بود. و مولکول های برانگیخته راه راه و به طور تصادفی قرار می گیرند. همه چیز فقط به مکانیسم برهم نهی طیف های خطی خود هر اتم بستگی دارد. بلکه از برهم کنش این اتم ها با یکدیگر.

با افزایش دما، ویژگی های طیفی بدن تغییر می کند. بنابراین، جامدات و مایعات گرم شده یک طیف مادون قرمز پیوسته منتشر می کنند. در دمای کمتر از 300 درجه سانتیگراد، تابش یک جامد گرم شده کاملاً در ناحیه مادون قرمز است. هم مطالعه امواج IR و هم کاربرد مهم ترین خواص آنها به محدوده دما بستگی دارد.

خواص اصلی پرتوهای IR جذب و گرمایش بیشتر اجسام است. اصل انتقال حرارت توسط بخاری های مادون قرمز با اصول همرفت یا هدایت متفاوت است. جسمی که در جریان گازهای داغ قرار دارد، مقداری گرما را از دست می دهد تا زمانی که دمای آن کمتر از دمای گاز گرم شده باشد.

و بالعکس: اگر ساطع کننده های مادون قرمز به یک جسم تابش کنند، این بدان معنا نیست که سطح آن این تابش را جذب می کند. همچنین می تواند پرتوها را بدون از دست دادن منعکس، جذب یا منتقل کند. تقریباً همیشه، جسم تحت تابش بخشی از این تابش را جذب می کند، بخشی را منعکس می کند و بخشی را منتقل می کند.

همه اشیاء نورانی یا اجسام گرم شده امواج مادون قرمز ساطع نمی کنند. مثلاً لامپ های فلورسنت یا شعله اجاق گاز چنین تشعشعی ندارند. اصل عملکرد لامپ های فلورسنت بر پایه درخشش (فوتولومینسانس) است. طیف آن نزدیکترین به طیف نور روز، نور سفید است. بنابراین، تقریباً هیچ تشعشع IR در آن وجود ندارد. و بیشترین شدت تابش از شعله اجاق گاز در طول موج آبی رخ می دهد. تابش IR اجسام گرم شده ذکر شده بسیار ضعیف است.

همچنین موادی وجود دارند که نسبت به نور مرئی شفاف هستند، اما قادر به انتقال پرتوهای مادون قرمز نیستند. به عنوان مثال، یک لایه آب به ضخامت چند سانتی متر، تابش مادون قرمز با طول موج بیشتر از 1 میکرون را منتقل نمی کند. در این حالت، فرد می تواند اشیاء واقع در پایین را با چشم غیر مسلح تشخیص دهد.

برای درک اصل عملکرد ساطع کننده های مادون قرمز، لازم است ماهیت چنین پدیده فیزیکی مانند تابش مادون قرمز را تصور کنیم.

محدوده و طول موج مادون قرمز

تابش مادون قرمز نوعی تابش الکترومغناطیسی است که محدوده ای از 0.77 تا 340 میکرون در طیف امواج الکترومغناطیسی را اشغال می کند. در این حالت، دامنه از 0.77 تا 15 میکرون موج کوتاه، از 15 تا 100 میکرون - موج متوسط ​​و از 100 تا 340 - موج بلند در نظر گرفته می شود.

بخش موج کوتاه طیف در مجاورت نور مرئی است و قسمت موج بلند با ناحیه امواج رادیویی فوق کوتاه ادغام می شود. بنابراین، تابش مادون قرمز هم ویژگی نور مرئی (در یک خط مستقیم منتشر می شود، منعکس می شود، مانند نور مرئی شکسته می شود) و هم خواص امواج رادیویی (می تواند از برخی مواد که در برابر تشعشع مرئی مات هستند عبور کند).

ساطع کننده های مادون قرمز با دمای سطحی از 700 درجه سانتیگراد تا 2500 درجه سانتیگراد دارای طول موج 1.55-2.55 میکرون هستند و به آنها "نور" می گویند - از نظر طول موج به نور مرئی نزدیک تر هستند ، ساطع کننده هایی با دمای سطح پایین تر دارای طول موج طولانی تری هستند و به آنها "نور" می گویند. تاریک".

منابع تشعشع مادون قرمز

به طور کلی، هر جسمی که تا دمای معینی گرم شود، انرژی حرارتی را در محدوده مادون قرمز طیف موج الکترومغناطیسی ساطع می کند و می تواند این انرژی را از طریق تبادل حرارت تابشی به اجسام دیگر منتقل کند. انتقال انرژی از جسمی با دمای بالاتر به جسمی با دمای پایین‌تر انجام می‌شود، در حالی که اجسام مختلف توانایی‌های گسیلی و جذبی متفاوتی دارند که به ماهیت دو جسم، وضعیت سطح آنها و غیره بستگی دارد.

تابش الکترومغناطیسی یک ویژگی کوانتومی فوتونیک دارد. هنگام تعامل با ماده، یک فوتون توسط اتم های ماده جذب می شود و انرژی خود را به آنها منتقل می کند. در همان زمان، انرژی ارتعاشات حرارتی اتم ها در مولکول های ماده افزایش می یابد، یعنی. انرژی تشعشع به گرما تبدیل می شود.

ماهیت گرمایش تابشی این است که مشعل به عنوان منبع تابش، تولید می کند، در فضا شکل می گیرد و تابش حرارتی را به منطقه گرمایش هدایت می کند. بر روی سازه های محصور (کف، دیوارها)، تجهیزات تکنولوژیکی، افراد در منطقه تابش می افتد، توسط آنها جذب می شود و آنها را گرم می کند. شار تشعشعی که توسط سطوح، لباس و پوست انسان جذب می شود، بدون افزایش دمای محیط، آسایش حرارتی ایجاد می کند. هوا در اتاق های گرم شده، در حالی که تقریباً در برابر تابش مادون قرمز شفاف باقی می ماند، به دلیل "گرمای ثانویه" گرم می شود. همرفت از سازه ها و اجسام گرم شده توسط تابش.

خواص و کاربردهای اشعه مادون قرمز

مشخص شده است که قرار گرفتن در معرض گرمایش اشعه مادون قرمز تأثیر مفیدی بر انسان دارد. اگر تابش حرارتی با طول موج بیشتر از 2 میکرون عمدتاً توسط پوست درک شود و انرژی حرارتی حاصل از آن به داخل هدایت شود، تابش با طول موج حداکثر 1.5 میکرون به سطح پوست نفوذ کرده، تا حدی آن را گرم می کند و به شبکه می رسد. رگ های خونی و به طور مستقیم دمای خون را افزایش می دهد. در شدت خاصی از جریان گرما، ضربه آن باعث ایجاد حس گرمایی دلپذیر می شود. در گرمایش تابشی، بدن انسان بیشتر گرمای اضافی خود را با همرفت به هوای اطراف که دمای کمتری دارد، آزاد می کند. این شکل از انتقال حرارت اثری طراوت بخش دارد و تأثیر مفیدی بر تندرستی دارد.

در کشور ما مطالعه فناوری گرمایش مادون قرمز از دهه 30 چه در رابطه با کشاورزی و چه در صنعت انجام شده است.

مطالعات پزشکی و بیولوژیکی انجام شده این امکان را فراهم کرده است که مشخص شود سیستم های گرمایش مادون قرمز به طور کامل مشخصات ساختمان های دامداری را نسبت به سیستم های گرمایش مرکزی یا هوای همرفتی برآورده می کند. اول از همه، به دلیل این واقعیت است که با گرمایش مادون قرمز، دمای سطوح داخلی نرده ها، به ویژه کف، از دمای هوا در اتاق بیشتر می شود. این عامل تأثیر مفیدی بر تعادل حرارتی حیوانات دارد و اتلاف شدید حرارت را از بین می برد.

سیستم های مادون قرمز، که در ارتباط با سیستم های تهویه طبیعی کار می کنند، کاهش رطوبت نسبی هوا را به مقادیر استاندارد تضمین می کنند (در مزارع خوک و انبار گوساله ها به 70-75٪ و کمتر).

در نتیجه عملکرد این سیستم ها، شرایط دما و رطوبت در محل به پارامترهای مطلوب می رسد.

استفاده از سیستم های گرمایش تابشی برای ساختمان های کشاورزی نه تنها به ایجاد شرایط ریز اقلیم لازم، بلکه تشدید تولید نیز اجازه می دهد. در بسیاری از مزارع در باشکریا (مزرعه جمعی به نام لنین، مزرعه جمعی به نام نوریمانوف)، تولید فرزندان به طور قابل توجهی پس از معرفی گرمایش مادون قرمز (افزایش زاد و ولد در زمستان تا 4 برابر) افزایش یافت و ایمنی حیوانات جوان افزایش یافت (از 72.8٪ تا 97.6٪.

در حال حاضر سیستم گرمایش مادون قرمز در شرکت جوجه های گوشتی چوواش در حومه چبوکساری نصب شده و به مدت یک فصل کار کرده است. با توجه به بررسی های مدیران مزرعه، در دوره حداقل دمای زمستان -34-36 درجه سانتیگراد، سیستم بدون وقفه کار می کرد و گرمای مورد نیاز برای پرورش طیور برای گوشت (مسکن کف) را به مدت 48 روز تامین می کرد. آنها در حال حاضر در حال بررسی تجهیز مرغداری های باقی مانده به سیستم های مادون قرمز هستند.