จากประวัติการศึกษารังสีอินฟราเรด

รังสีอินฟราเรดหรือการแผ่รังสีความร้อนไม่ใช่การค้นพบของศตวรรษที่ 20 หรือ 21 รังสีอินฟราเรดถูกค้นพบในปี 1800 โดยนักดาราศาสตร์ชาวอังกฤษ ดับเบิลยู. เฮอร์เชล- เขาค้นพบว่า "ความร้อนสูงสุด" อยู่เหนือสีแดงของรังสีที่มองเห็นได้ การศึกษาครั้งนี้ถือเป็นจุดเริ่มต้นของการศึกษารังสีอินฟราเรด นักวิทยาศาสตร์ชื่อดังหลายคนได้มุ่งความสนใจไปที่การศึกษาบริเวณนี้ ชื่อเหล่านี้ได้แก่: นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน วิลเฮล์ม เวียน(กฎของเวียนนา) นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน แม็กซ์ พลังค์(สูตรของพลังค์และคงที่) นักวิทยาศาสตร์ชาวสกอต จอห์น เลสลี(อุปกรณ์ตรวจวัดรังสีความร้อน - เลสลี่คิวบ์) นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน กุสตาฟ เคียร์ชฮอฟ(กฎรังสีของเคอร์ชอฟ) นักฟิสิกส์และนักคณิตศาสตร์ชาวออสเตรีย โจเซฟ สเตฟานและนักฟิสิกส์ชาวออสเตรีย สเตฟาน ลุดวิก โบลทซ์มันน์(กฎหมายสเตฟาน-โบลต์ซมันน์)

การใช้และการประยุกต์ใช้ความรู้เกี่ยวกับการแผ่รังสีความร้อนในอุปกรณ์ทำความร้อนสมัยใหม่เกิดขึ้นเฉพาะในทศวรรษปี 1950 เท่านั้น ในสหภาพโซเวียตทฤษฎีการให้ความร้อนแบบแผ่รังสีได้รับการพัฒนาในงานของ G. L. Polyak, S. N. Shorin, M. I. Kissin, A. A. Sander ตั้งแต่ปีพ. ศ. 2499 หนังสือทางเทคนิคหลายเล่มในหัวข้อนี้ได้ถูกเขียนหรือแปลเป็นภาษารัสเซียในสหภาพโซเวียต เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของต้นทุนทรัพยากรพลังงานและในการต่อสู้เพื่อประสิทธิภาพการใช้พลังงานและการอนุรักษ์พลังงาน เครื่องทำความร้อนอินฟราเรดสมัยใหม่จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการทำความร้อนในอาคารภายในประเทศและในโรงงานอุตสาหกรรม

รังสีแสงอาทิตย์ - รังสีอินฟราเรดธรรมชาติ

เครื่องทำความร้อนอินฟราเรดธรรมชาติที่มีชื่อเสียงและสำคัญที่สุดคือดวงอาทิตย์ โดยพื้นฐานแล้ว นี่เป็นวิธีการให้ความร้อนที่ทันสมัยที่สุดในธรรมชาติที่มนุษย์รู้จัก ภายในระบบสุริยะ ดวงอาทิตย์เป็นแหล่งรังสีความร้อนที่ทรงพลังที่สุดที่กำหนดสิ่งมีชีวิตบนโลก ที่อุณหภูมิพื้นผิวดวงอาทิตย์ประมาณ 6,000Kการแผ่รังสีสูงสุดจะเกิดขึ้นที่ 0.47 ไมโครเมตร(ตรงกับสีเหลืองอมขาว) ดวงอาทิตย์อยู่ห่างจากเราหลายล้านกิโลเมตร อย่างไรก็ตาม นี่ไม่ได้ขัดขวางไม่ให้ส่งพลังงานผ่านพื้นที่อันกว้างใหญ่นี้ ในทางปฏิบัติแล้วโดยไม่ต้องใช้มัน (พลังงาน) โดยไม่ทำให้ร้อน (อวกาศ) เหตุผลก็คือรังสีอินฟราเรดจากแสงอาทิตย์เดินทางเป็นระยะทางไกลในอวกาศและแทบไม่มีการสูญเสียพลังงานเลย เมื่อพบพื้นผิวใดๆ บนเส้นทางของรังสี พลังงานของพวกมันที่ถูกดูดซับจะกลายเป็นความร้อน โลกซึ่งโดนรังสีดวงอาทิตย์และวัตถุอื่น ๆ ที่ถูกโดนรังสีดวงอาทิตย์ก็จะได้รับความร้อนโดยตรง และโลกและวัตถุอื่น ๆ ที่ได้รับความร้อนจากดวงอาทิตย์ในทางกลับกันก็ปล่อยความร้อนออกไปสู่อากาศรอบตัวเราจึงทำให้ร้อนขึ้น

ทั้งพลังของรังสีดวงอาทิตย์ที่พื้นผิวโลกและองค์ประกอบทางสเปกตรัมของมันขึ้นอยู่กับความสูงของดวงอาทิตย์เหนือขอบฟ้าอย่างมีนัยสำคัญ ส่วนประกอบต่างๆ ของสเปกตรัมแสงอาทิตย์ผ่านชั้นบรรยากาศของโลกด้วยวิธีที่แตกต่างกัน
ที่พื้นผิวโลก สเปกตรัมของรังสีดวงอาทิตย์มีรูปร่างที่ซับซ้อนมากขึ้น ซึ่งสัมพันธ์กับการดูดซับในชั้นบรรยากาศ โดยเฉพาะอย่างยิ่งไม่มีส่วนความถี่สูงของรังสีอัลตราไวโอเลตซึ่งเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต ที่ขอบเขตด้านนอกของชั้นบรรยากาศโลก ปริมาณพลังงานรังสีจากดวงอาทิตย์จะอยู่ที่ 1370 วัตต์/ม.²- (ค่าคงที่แสงอาทิตย์) และรังสีสูงสุดจะเกิดขึ้นที่ แลมบ์ดา = 470 นาโนเมตร(สีฟ้า). ฟลักซ์ที่มาถึงพื้นผิวโลกมีค่าน้อยลงอย่างมากเนื่องจากการดูดซับในชั้นบรรยากาศ ภายใต้เงื่อนไขที่ดีที่สุด (ดวงอาทิตย์อยู่ที่จุดสูงสุด) จะต้องไม่เกิน 1120 วัตต์/ม.²- (ในมอสโกในช่วงเวลาครีษมายัน - 930 วัตต์/ตรม) และรังสีสูงสุดจะเกิดขึ้นที่ แลมบ์ดา=555 นาโนเมตร(เขียว-เหลือง) ซึ่งสอดคล้องกับความไวของดวงตาได้ดีที่สุด และมีเพียง 1 ใน 4 ของรังสีนี้เท่านั้นที่เกิดขึ้นในบริเวณรังสีคลื่นยาว รวมทั้งรังสีทุติยภูมิด้วย

อย่างไรก็ตาม ธรรมชาติของพลังงานรังสีจากแสงอาทิตย์ค่อนข้างแตกต่างจากพลังงานรังสีที่ปล่อยออกมาจากเครื่องทำความร้อนแบบอินฟราเรดที่ใช้ทำความร้อนในอวกาศ พลังงานของรังสีดวงอาทิตย์ประกอบด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งคุณสมบัติทางกายภาพและชีวภาพแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญจากคุณสมบัติของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เล็ดลอดออกมาจากเครื่องทำความร้อนอินฟราเรดทั่วไปโดยเฉพาะอย่างยิ่งคุณสมบัติในการฆ่าเชื้อแบคทีเรียและการรักษา (heliotherapy) ของรังสีแสงอาทิตย์นั้นขาดไปโดยสิ้นเชิงจากการแผ่รังสี แหล่งที่มีอุณหภูมิต่ำ แต่เครื่องทำความร้อนแบบอินฟราเรดก็มีให้เช่นเดียวกัน ผลความร้อนเนื่องจากดวงอาทิตย์เป็นแหล่งความร้อนที่สะดวกสบายและประหยัดที่สุด

ลักษณะของรังสีอินฟราเรด

นักฟิสิกส์ชาวเยอรมันที่โดดเด่น แม็กซ์ พลังค์ขณะศึกษาการแผ่รังสีความร้อน (รังสีอินฟราเรด) ได้ค้นพบธรรมชาติของอะตอม การแผ่รังสีความร้อน- นี่คือรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่ปล่อยออกมาจากร่างกายหรือสสารและเกิดขึ้นเนื่องจากพลังงานภายในของมันเนื่องจากการที่อะตอมของร่างกายหรือสสารเคลื่อนที่เร็วขึ้นภายใต้อิทธิพลของความร้อน และในกรณีของวัสดุแข็งพวกมันจะสั่นสะเทือนเร็วกว่าเมื่อเปรียบเทียบ สู่สภาวะสมดุล ในระหว่างการเคลื่อนไหวนี้ อะตอมจะชนกัน และเมื่อพวกมันชนกัน พวกมันก็จะตื่นเต้นด้วยความตกใจ ตามมาด้วยการปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
วัตถุทั้งหมดจะปล่อยและดูดซับพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง- การแผ่รังสีนี้เป็นผลมาจากการเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องของอนุภาคที่มีประจุเบื้องต้นภายในสสาร กฎพื้นฐานข้อหนึ่งของทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าคลาสสิกระบุว่าอนุภาคที่มีประจุซึ่งเคลื่อนที่ด้วยความเร่งจะปล่อยพลังงานออกมา การแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า (คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า) เป็นการรบกวนของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่แพร่กระจายในอวกาศ นั่นคือสัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นระยะที่แปรผันตามเวลาในอวกาศซึ่งประกอบด้วยสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก นี่คือการแผ่รังสีความร้อน การแผ่รังสีความร้อนประกอบด้วยสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นต่างๆ เนื่องจากอะตอมเคลื่อนที่ที่อุณหภูมิใดๆ วัตถุทั้งหมดจะมีอุณหภูมิใดๆ ที่สูงกว่าอุณหภูมิศูนย์สัมบูรณ์ (-273°ซ),ปล่อยความร้อนออกมา พลังงานของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของการแผ่รังสีความร้อน ซึ่งก็คือความแรงของรังสีนั้นขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของร่างกาย โครงสร้างอะตอมและโมเลกุลของมัน ตลอดจนสถานะของพื้นผิวของร่างกายด้วย การแผ่รังสีความร้อนเกิดขึ้นที่ความยาวคลื่นทั้งหมด - ตั้งแต่สั้นที่สุดไปจนถึงยาวมาก แต่จะพิจารณาเฉพาะการแผ่รังสีความร้อนที่มีความสำคัญในทางปฏิบัติซึ่งเกิดขึ้นในช่วงความยาวคลื่นเท่านั้น: แล = 0.38 – 1,000 ไมโครเมตร(ในส่วนที่มองเห็นและอินฟราเรดของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า) อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่ว่าแสงทุกชนิดจะมีคุณสมบัติของการแผ่รังสีความร้อน (เช่น การเรืองแสง) ดังนั้น จึงสามารถใช้เฉพาะสเปกตรัมอินฟราเรดเท่านั้นที่เป็นช่วงหลักของการแผ่รังสีความร้อน (แล = 0.78 – 1,000 ไมโครเมตร)- คุณยังสามารถเพิ่ม: ส่วนที่มีความยาวคลื่นได้ แล = 100 – 1,000 ไมโครเมตรจากมุมมองที่ร้อนแรง - ไม่น่าสนใจ

ดังนั้นการแผ่รังสีความร้อนจึงเป็นรูปแบบหนึ่งของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดขึ้นเนื่องจากพลังงานภายในร่างกายและมีสเปกตรัมต่อเนื่อง กล่าวคือ เป็นส่วนหนึ่งของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งพลังงานซึ่งเมื่อถูกดูดซับจะทำให้เกิดผลกระทบทางความร้อน . การแผ่รังสีความร้อนมีอยู่ในร่างกายทุกส่วน

วัตถุทั้งหมดที่มีอุณหภูมิมากกว่าศูนย์สัมบูรณ์ (-273°C) แม้ว่าพวกมันจะไม่เรืองแสงด้วยแสงที่มองเห็นก็ตาม ต่างก็เป็นแหล่งของรังสีอินฟราเรดและปล่อยสเปกตรัมอินฟราเรดอย่างต่อเนื่อง ซึ่งหมายความว่าการแผ่รังสีประกอบด้วยคลื่นทุกความถี่โดยไม่มีข้อยกเว้น และไม่มีประโยชน์เลยที่จะพูดถึงการแผ่รังสีที่คลื่นใดคลื่นหนึ่งโดยเฉพาะ

พื้นที่ทั่วไปหลักของรังสีอินฟราเรด

ปัจจุบัน ไม่มีการจำแนกประเภทแบบรวมสำหรับการแบ่งรังสีอินฟราเรดออกเป็นส่วนต่างๆ (พื้นที่) ในเอกสารทางเทคนิคเป้าหมาย มีแผนมากกว่าหนึ่งโหลสำหรับการแบ่งขอบเขตรังสีอินฟราเรดออกเป็นส่วนต่างๆ และทั้งหมดนี้แตกต่างกัน เนื่องจากรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าความร้อนทุกประเภทมีลักษณะเหมือนกัน การจำแนกรังสีตามความยาวคลื่นขึ้นอยู่กับผลกระทบที่รังสีดังกล่าวเกิดขึ้นจึงมีเงื่อนไขเท่านั้น และถูกกำหนดโดยความแตกต่างในเทคโนโลยีการตรวจจับเป็นหลัก (ประเภทของแหล่งกำเนิดรังสี ประเภทของเครื่องวัด ความไว ฯลฯ .) และในเทคนิคการตรวจวัดรังสี ในทางคณิตศาสตร์ การใช้สูตร (Planck, Wien, Lambert ฯลฯ) ยังไม่สามารถระบุขอบเขตที่แน่นอนของภูมิภาคได้
ในการกำหนดความยาวคลื่น (การแผ่รังสีสูงสุด) มีสองสูตรที่แตกต่างกัน (อุณหภูมิและความถี่) ที่ให้ผลลัพธ์ที่แตกต่างกัน โดยมีความแตกต่างกันประมาณ 1,8 ครั้ง (ซึ่งเรียกว่ากฎการกระจัดของเวียนนา) และบวกกับการคำนวณทั้งหมดสำหรับวัตถุสีดำสนิท (วัตถุในอุดมคติ) ซึ่งไม่มีอยู่จริง วัตถุจริงที่พบในธรรมชาติไม่ปฏิบัติตามกฎเหล่านี้และเบี่ยงเบนไปจากกฎเหล่านี้ไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง การแผ่รังสีของวัตถุจริงขึ้นอยู่กับลักษณะเฉพาะของร่างกายจำนวนหนึ่ง (สภาพพื้นผิว โครงสร้างจุลภาค ความหนาของชั้น ฯลฯ) นี่คือเหตุผลว่าทำไมแหล่งข้อมูลที่แตกต่างกันจึงระบุค่าที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงสำหรับขอบเขตของบริเวณรังสี ทั้งหมดนี้ชี้ให้เห็นว่าการใช้อุณหภูมิเพื่ออธิบายรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าจะต้องกระทำด้วยความระมัดระวังเป็นอย่างยิ่งและมีความแม่นยำตามลำดับความสำคัญ ย้ำอีกครั้งว่าการแบ่งแยกเด็ดขาด!!!

เราจะยกตัวอย่างการแบ่งตามเงื่อนไขของขอบเขตอินฟราเรด (แล = 0.78 – 1,000 ไมโครเมตร)ในแต่ละพื้นที่ (ข้อมูลที่นำมาจากวรรณกรรมทางเทคนิคของนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียและชาวต่างประเทศเท่านั้น) รูปด้านบนแสดงให้เห็นว่าแผนกนี้มีความหลากหลายเพียงใด ดังนั้นคุณจึงไม่ควรยึดติดกับแผนกใดแผนกหนึ่ง คุณเพียงแค่ต้องรู้ว่าสเปกตรัมของรังสีอินฟราเรดสามารถแบ่งออกเป็นหลายส่วนตั้งแต่ 2 ถึง 5 บริเวณที่อยู่ใกล้กับสเปกตรัมที่มองเห็นมากกว่าปกติเรียกว่า ใกล้ ใกล้ คลื่นสั้น เป็นต้น บริเวณที่อยู่ใกล้กับรังสีไมโครเวฟมากขึ้น คือ ไกล ไกล คลื่นยาว เป็นต้น ตามวิกิพีเดีย รูปแบบการแบ่งตามปกติมีลักษณะดังนี้: พื้นที่ใกล้เคียง(อินฟราเรดใกล้, NIR) ภูมิภาคคลื่นสั้น(อินฟราเรดความยาวคลื่นสั้น SWIR) บริเวณคลื่นปานกลาง(อินฟราเรดความยาวคลื่นกลาง, MWIR) บริเวณความยาวคลื่นยาว(อินฟราเรดความยาวคลื่นยาว, LWIR) พื้นที่ห่างไกล(อินฟราเรดไกล, FIR)

คุณสมบัติของรังสีอินฟราเรด

รังสีอินฟราเรด- นี่คือรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งมีลักษณะเดียวกับแสงที่ตามองเห็น ดังนั้นจึงอยู่ภายใต้กฎแห่งทัศนศาสตร์ด้วย ดังนั้น เพื่อให้จินตนาการถึงกระบวนการของการแผ่รังสีความร้อนได้ดีขึ้น เราควรเปรียบเทียบการแผ่รังสีของแสง ซึ่งเราทุกคนรู้และสามารถสังเกตได้ อย่างไรก็ตาม เราต้องไม่ลืมว่าคุณสมบัติทางแสงของสสาร (การดูดซับ การสะท้อน ความโปร่งใส การหักเหของแสง ฯลฯ) ในบริเวณอินฟราเรดของสเปกตรัมแตกต่างอย่างมากจากคุณสมบัติทางแสงในส่วนที่มองเห็นได้ของสเปกตรัม คุณลักษณะเฉพาะของรังสีอินฟราเรดก็คือ ไม่จำเป็นต้องมีสารตัวกลางที่ส่งผ่าน ซึ่งต่างจากการถ่ายเทความร้อนประเภทหลักอื่นๆ อากาศและโดยเฉพาะอย่างยิ่งสุญญากาศ ถือว่าโปร่งใสต่อรังสีอินฟราเรด แม้ว่าอากาศจะไม่เป็นจริงทั้งหมดก็ตาม เมื่อรังสีอินฟราเรดผ่านชั้นบรรยากาศ (อากาศ) จะสังเกตเห็นการแผ่รังสีความร้อนที่อ่อนลงเล็กน้อย เนื่องจากอากาศที่แห้งและสะอาดเกือบจะโปร่งใสต่อรังสีความร้อน แต่หากมีความชื้นในรูปของไอน้ำ โมเลกุลของน้ำ (เอช 2 โอ),คาร์บอนไดออกไซด์ (คาร์บอนไดออกไซด์), โอโซน (โอ 3)และอนุภาคแขวนลอยที่เป็นของแข็งหรือของเหลวอื่น ๆ ที่สะท้อนและดูดซับรังสีอินฟราเรดมันจะกลายเป็นตัวกลางที่ไม่โปร่งใสทั้งหมดและเป็นผลให้การไหลของรังสีอินฟราเรดกระจัดกระจายไปในทิศทางที่ต่างกันและอ่อนตัวลง โดยทั่วไปแล้ว การกระเจิงในบริเวณอินฟราเรดของสเปกตรัมจะน้อยกว่าส่วนที่มองเห็นได้ อย่างไรก็ตาม เมื่อการสูญเสียที่เกิดจากการกระเจิงในบริเวณสเปกตรัมที่มองเห็นได้มีมาก ก็จะมีนัยสำคัญในบริเวณอินฟราเรดเช่นกัน ความเข้มของรังสีที่กระเจิงแปรผันตามสัดส่วนผกผันกับกำลังที่สี่ของความยาวคลื่น มีนัยสำคัญเฉพาะในบริเวณอินฟราเรดคลื่นสั้นและลดลงอย่างรวดเร็วในส่วนความยาวคลื่นที่ยาวกว่าของสเปกตรัม

โมเลกุลไนโตรเจนและออกซิเจนในอากาศไม่ดูดซับรังสีอินฟราเรด แต่จะลดทอนลงเนื่องจากการกระเจิงเท่านั้น อนุภาคฝุ่นที่ถูกแขวนลอยยังนำไปสู่การกระเจิงของรังสีอินฟราเรด และปริมาณของการกระเจิงขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของขนาดอนุภาคและความยาวคลื่นของรังสีอินฟราเรด ยิ่งอนุภาคมีขนาดใหญ่เท่าใด การกระเจิงก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

ไอน้ำ คาร์บอนไดออกไซด์ โอโซน และสิ่งสกปรกอื่น ๆ ที่มีอยู่ในบรรยากาศจะดูดซับรังสีอินฟราเรดอย่างคัดเลือก ตัวอย่างเช่น, ไอน้ำดูดซับรังสีอินฟราเรดได้แรงมากทั่วทั้งบริเวณอินฟราเรดของสเปกตรัมและคาร์บอนไดออกไซด์จะดูดซับรังสีอินฟราเรดในบริเวณอินฟราเรดตอนกลาง

สำหรับของเหลวนั้นสามารถเป็นได้ทั้งแบบโปร่งใสหรือทึบแสงจนถึงรังสีอินฟราเรด ตัวอย่างเช่น ชั้นของน้ำที่มีความหนาหลายเซนติเมตรจะโปร่งใสต่อรังสีที่มองเห็นได้ และทึบแสงถึงรังสีอินฟราเรดที่มีความยาวคลื่นมากกว่า 1 ไมครอน

ของแข็ง(ร่างกาย) ในทางกลับกัน ในกรณีส่วนใหญ่ ไม่โปร่งใสต่อการแผ่รังสีความร้อนแต่มีข้อยกเว้นอยู่ ตัวอย่างเช่น เวเฟอร์ซิลิคอนซึ่งมีความทึบแสงในบริเวณที่มองเห็นได้ มีความโปร่งใสในบริเวณอินฟราเรด และในทางกลับกัน ควอตซ์มีความโปร่งใสต่อการแผ่รังสีของแสง แต่จะทึบแสงต่อรังสีความร้อนที่มีความยาวคลื่นมากกว่า 4 ไมครอน ด้วยเหตุนี้จึงไม่มีการใช้แก้วควอทซ์ในเครื่องทำความร้อนอินฟราเรด กระจกธรรมดาแตกต่างจากแก้วควอทซ์ตรงที่โปร่งใสบางส่วนต่อรังสีอินฟราเรด นอกจากนี้ยังสามารถดูดซับรังสีอินฟราเรดส่วนสำคัญในช่วงสเปกตรัมบางช่วงได้ แต่ไม่ส่งรังสีอัลตราไวโอเลต เกลือสินเธาว์ยังโปร่งใสต่อการแผ่รังสีความร้อน โลหะโดยส่วนใหญ่มีการสะท้อนแสงสำหรับรังสีอินฟราเรดที่มากกว่าแสงที่ตามองเห็น ซึ่งจะเพิ่มขึ้นตามความยาวคลื่นของรังสีอินฟราเรดที่เพิ่มขึ้น เช่น การสะท้อนของอลูมิเนียม ทอง เงิน และทองแดงที่ความยาวคลื่นประมาณ 10 ไมโครเมตรถึง 98% ซึ่งสูงกว่าสเปกตรัมที่มองเห็นได้อย่างมาก คุณสมบัตินี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการออกแบบเครื่องทำความร้อนอินฟราเรด

ก็เพียงพอแล้วที่จะยกตัวอย่างกรอบเรือนกระจกของเรือนกระจกที่นี่: แก้วส่งรังสีดวงอาทิตย์ส่วนใหญ่ได้จริงและในทางกลับกันโลกร้อนจะปล่อยคลื่นที่มีความยาว (ประมาณ 10 ไมโครเมตร) โดยสัมพันธ์กับกระจกชนิดใดที่มีพฤติกรรมเหมือนวัตถุทึบแสง ด้วยเหตุนี้อุณหภูมิภายในโรงเรือนจึงคงอยู่เป็นเวลานาน ซึ่งสูงกว่าอุณหภูมิของอากาศภายนอกมาก แม้ว่ารังสีดวงอาทิตย์จะหยุดลงก็ตาม

การถ่ายเทความร้อนจากการแผ่รังสีมีบทบาทสำคัญในชีวิตมนุษย์ บุคคลถ่ายโอนความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการทางสรีรวิทยาสู่สิ่งแวดล้อม โดยส่วนใหญ่ผ่านการแลกเปลี่ยนความร้อนและการพาความร้อนแบบแผ่รังสี ด้วยการให้ความร้อนแบบแผ่รังสี (อินฟราเรด) องค์ประกอบการแผ่รังสีของการแลกเปลี่ยนความร้อนของร่างกายมนุษย์จะลดลงเนื่องจากอุณหภูมิที่สูงขึ้นซึ่งเกิดขึ้นทั้งบนพื้นผิวของอุปกรณ์ทำความร้อนและบนพื้นผิวของโครงสร้างที่ปิดล้อมภายในบางส่วน ขณะเดียวกันก็ให้ความร้อนแบบเดียวกัน ความรู้สึกอบอุ่น การสูญเสียความร้อนจากการพาความร้อนอาจมากขึ้น กล่าวคือ อุณหภูมิห้องอาจต่ำกว่านี้

ดังนั้นการแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่รังสีจึงมีบทบาทสำคัญในการสร้างความรู้สึกสบายจากความร้อนของบุคคล

เมื่อบุคคลอยู่ในช่วงเครื่องทำความร้อนอินฟราเรด รังสีอินฟราเรดจะทะลุผ่านผิวหนังของมนุษย์ และชั้นต่างๆ ของผิวหนังจะสะท้อนและดูดซับรังสีเหล่านี้ในรูปแบบต่างๆ ด้วยอินฟราเรดการทะลุผ่านของรังสีนั้นน้อยกว่ามากเมื่อเทียบกับ รังสีคลื่นสั้น- ความสามารถในการดูดซับความชื้นที่มีอยู่ในเนื้อเยื่อผิวหนังนั้นสูงมาก และผิวหนังดูดซับมากกว่า 90% ของรังสีที่มาถึงพื้นผิวของร่างกาย ตัวรับเส้นประสาทที่รับรู้ความร้อนจะอยู่ที่ชั้นนอกสุดของผิวหนัง รังสีอินฟราเรดที่ถูกดูดซับจะกระตุ้นตัวรับเหล่านี้ซึ่งทำให้เกิดความรู้สึกอบอุ่นในบุคคล

รังสีอินฟราเรดมีผลกระทบทั้งเฉพาะที่และทั่วไป รังสีอินฟราเรดคลื่นสั้นซึ่งแตกต่างจากรังสีอินฟราเรดคลื่นยาวตรงที่สามารถทำให้เกิดรอยแดงของผิวหนังบริเวณที่ฉายรังสี ซึ่งจะกระจายออกไป 2-3 ซม. รอบบริเวณที่ถูกฉายรังสี สาเหตุก็คือหลอดเลือดฝอยขยายตัวและการไหลเวียนโลหิตเพิ่มขึ้น ในไม่ช้า ตุ่มพองอาจปรากฏขึ้นที่บริเวณรังสี ซึ่งต่อมากลายเป็นสะเก็ด เมื่อโดนเช่นกัน อินฟราเรดคลื่นสั้นรังสีไปยังอวัยวะที่มองเห็นอาจเกิดต้อกระจกได้

ผลที่ตามมาที่อาจเกิดขึ้นจากการสัมผัสดังรายการข้างต้น เครื่องทำความร้อน IR คลื่นสั้นไม่ควรสับสนกับผลกระทบ เครื่องทำความร้อน IR คลื่นยาว- ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว รังสีอินฟราเรดคลื่นยาวจะถูกดูดซับไว้ที่ด้านบนสุดของชั้นผิวหนัง และทำให้เกิดผลกระทบจากความร้อนเพียงเล็กน้อยเท่านั้น

การใช้เครื่องทำความร้อนแบบกระจายไม่ควรเป็นอันตรายต่อผู้คนหรือสร้างปากน้ำที่ไม่สบายในห้อง

การทำความร้อนแบบกระจายสามารถให้สภาวะที่สะดวกสบายที่อุณหภูมิต่ำลง เมื่อใช้การทำความร้อนแบบกระจาย อากาศภายในอาคารจะสะอาดขึ้นเนื่องจากความเร็วการไหลของอากาศต่ำ ซึ่งช่วยลดมลพิษจากฝุ่น นอกจากนี้ ด้วยความร้อนนี้ การสลายตัวของฝุ่นจะไม่เกิดขึ้น เนื่องจากอุณหภูมิของแผ่นแผ่รังสีของเครื่องทำความร้อนแบบคลื่นยาวไม่เคยถึงอุณหภูมิที่จำเป็นสำหรับการสลายตัวของฝุ่น

ยิ่งตัวปล่อยความร้อนเย็นลงเท่าไรก็ยิ่งไม่เป็นอันตรายต่อร่างกายมนุษย์มากขึ้นเท่านั้น บุคคลก็สามารถอยู่ในพื้นที่ผลกระทบของเครื่องทำความร้อนได้นานขึ้น

การอยู่ใกล้แหล่งความร้อนที่มีอุณหภูมิสูง (มากกว่า 300°C) เป็นเวลานานเป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์

ผลกระทบของรังสีอินฟราเรดที่มีต่อสุขภาพของมนุษย์

ร่างกายมนุษย์เปล่งเสียงออกมาอย่างไร รังสีอินฟราเรดและดูดซับพวกมัน รังสีอินฟราเรดทะลุผ่านผิวหนังของมนุษย์ และชั้นต่างๆ ของผิวหนังจะสะท้อนและดูดซับรังสีเหล่านี้ต่างกัน รังสีคลื่นยาวทะลุผ่านร่างกายมนุษย์ได้น้อยกว่ามากเมื่อเทียบกับ รังสีคลื่นสั้น- ความชื้นในเนื้อเยื่อผิวหนังดูดซับมากกว่า 90% ของรังสีที่มาถึงพื้นผิวของร่างกาย ตัวรับเส้นประสาทที่รับรู้ความร้อนจะอยู่ที่ชั้นนอกสุดของผิวหนัง รังสีอินฟราเรดที่ถูกดูดซับจะกระตุ้นตัวรับเหล่านี้ซึ่งทำให้เกิดความรู้สึกอบอุ่นในบุคคล รังสีอินฟราเรดคลื่นสั้นจะทะลุผ่านร่างกายได้ลึกที่สุด ทำให้เกิดความร้อนสูงสุด จากผลนี้พลังงานศักย์ของเซลล์ในร่างกายจะเพิ่มขึ้นและน้ำที่ไม่ถูกผูกไว้จะออกไป กิจกรรมของโครงสร้างเซลล์จำเพาะเพิ่มขึ้น ระดับของอิมมูโนโกลบูลินเพิ่มขึ้น กิจกรรมของเอนไซม์และเอสโตรเจนเพิ่มขึ้น และปฏิกิริยาทางชีวเคมีอื่น ๆ เกิดขึ้น . สิ่งนี้ใช้ได้กับเซลล์ร่างกายและเลือดทุกประเภท อย่างไรก็ตาม การได้รับรังสีอินฟราเรดคลื่นสั้นบนร่างกายมนุษย์ในระยะยาวเป็นสิ่งที่ไม่พึงประสงค์มันขึ้นอยู่กับคุณสมบัตินี้ ผลการรักษาความร้อนที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในห้องกายภาพบำบัดในคลินิกของเราและต่างประเทศและโปรดทราบว่าระยะเวลาในการทำมีจำกัด อย่างไรก็ตามข้อมูล ไม่มีข้อจำกัดกับเครื่องทำความร้อนอินฟราเรดคลื่นยาวลักษณะสำคัญ รังสีอินฟราเรด– ความยาวคลื่น (ความถี่) ของรังสี การวิจัยสมัยใหม่ในสาขาเทคโนโลยีชีวภาพได้แสดงให้เห็นว่าเป็น รังสีอินฟราเรดคลื่นยาวมีความสำคัญเป็นพิเศษในการพัฒนาสิ่งมีชีวิตทุกรูปแบบบนโลก ด้วยเหตุนี้จึงถูกเรียกว่ารังสีชีวภาพหรือรังสีชีวิต ร่างกายของเราแผ่รังสีออกมาเอง คลื่นอินฟราเรดยาวแต่ตัวมันเองก็ต้องการการให้อาหารอย่างต่อเนื่องเช่นกัน คลื่นความร้อนยาว- หากการแผ่รังสีนี้เริ่มลดลงหรือไม่มีการเติมเต็มร่างกายมนุษย์อย่างต่อเนื่องแสดงว่าร่างกายถูกโจมตีด้วยโรคต่าง ๆ บุคคลนั้นจะแก่ลงอย่างรวดเร็วเมื่อเทียบกับพื้นหลังของการเสื่อมสภาพโดยทั่วไปในความเป็นอยู่ที่ดี ไกลออกไป รังสีอินฟราเรดทำให้กระบวนการเผาผลาญเป็นปกติและกำจัดสาเหตุของโรคไม่ใช่แค่อาการเท่านั้น

ด้วยความร้อนดังกล่าว คุณจะไม่ปวดหัวจากอาการอับชื้นที่เกิดจากอากาศที่ร้อนเกินไปใต้เพดานเหมือนตอนทำงาน การพาความร้อน, - เมื่อคุณต้องการเปิดหน้าต่างและปล่อยให้อากาศบริสุทธิ์เข้ามาอยู่ตลอดเวลา (โดยปล่อยให้อากาศร้อนออกไปด้วย)

เมื่อสัมผัสกับรังสีอินฟราเรดที่มีความเข้ม 70-100 W/m2 กิจกรรมของกระบวนการทางชีวเคมีในร่างกายจะเพิ่มขึ้น ซึ่งนำไปสู่การปรับปรุงสภาพทั่วไปของบุคคล อย่างไรก็ตามมีมาตรฐานและควรปฏิบัติตาม มีมาตรฐานสำหรับการทำความร้อนอย่างปลอดภัยในสถานที่ภายในประเทศและในโรงงานอุตสาหกรรม ตลอดระยะเวลาของกระบวนการทางการแพทย์และความงาม สำหรับการทำงานในเวิร์คช็อป HOT เป็นต้น อย่าลืมเรื่องนี้ เมื่อใช้เครื่องทำความร้อนอินฟราเรดอย่างถูกต้อง จะไม่ส่งผลเสียต่อร่างกายโดยสิ้นเชิง

รังสีอินฟราเรด รังสีอินฟราเรด คุณสมบัติของรังสีอินฟราเรด สเปกตรัมรังสีของเครื่องทำความร้อนอินฟราเรด

รังสีอินฟราเรด, รังสีอินฟราเรด, คุณสมบัติของรังสีอินฟราเรด, สเปกตรัมรังสีของเครื่องทำความร้อนอินฟราเรด คาลินินกราด

คุณสมบัติของเครื่องทำความร้อน สเปกตรัมรังสีของเครื่องทำความร้อน ความยาวคลื่น คลื่นยาว คลื่นกลาง คลื่นสั้น สีเทาเข้ม อันตราย ผลกระทบต่อสุขภาพต่อมนุษย์ คาลินินกราด

รังสีอินฟราเรดไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตามนุษย์ อย่างไรก็ตาม รังสีอินฟราเรดนั้นปล่อยออกมาจากสารของเหลวและของแข็งทั้งหมด ช่วยให้เกิดกระบวนการต่างๆมากมายบนโลก มันถูกนำไปใช้ในด้านต่างๆของกิจกรรมของเรา

คุณสมบัติทั้งหมดของรังสีอินฟราเรดในร่างกายได้รับการศึกษาโดยนักบำบัดด้วยแสง ผลกระทบขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นและระยะเวลาของการเปิดรับแสง สิ่งเหล่านี้ขาดไม่ได้สำหรับชีวิตปกติ

ช่วง IR มีตั้งแต่ปลายสีแดงของสเปกตรัมที่มองเห็นได้ไปจนถึงสเปกตรัมสีม่วง (อัลตราไวโอเลต) ช่วงเวลานี้แบ่งออกเป็นพื้นที่: ยาว กลาง และสั้น ในไฟต่ำลำแสงจะเป็นอันตรายมากขึ้น แต่ความยาวคลื่นยาวก็มีผลดีต่อร่างกาย

ประโยชน์ของรังสีอินฟราเรด:

• ใช้ในการแพทย์รักษาโรคต่างๆ
• การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ - ความช่วยเหลือในการค้นพบ
• มีผลดีต่อการเจริญเติบโตของพืช
• การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมอาหารเพื่อเร่งการเปลี่ยนแปลงทางชีวเคมี
• การฆ่าเชื้อในอาหาร
• รับประกันการทำงานของอุปกรณ์ - วิทยุ โทรศัพท์ และอื่นๆ
• การผลิตอุปกรณ์และอุปกรณ์ต่าง ๆ โดยใช้อินฟราเรด
• ใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางทหารเพื่อความปลอดภัยของประชาชน

ด้านลบของ IR คลื่นสั้นเกิดจากอุณหภูมิความร้อน ยิ่งสูงเท่าใด ความเข้มของรังสีก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

คุณสมบัติที่เป็นอันตรายของ IR สั้น:

• เมื่อสัมผัสกับดวงตา - ต้อกระจก;
• ในกรณีที่สัมผัสกับผิวหนัง - แผลไหม้, แผลพุพอง;
• ถ้ามันส่งผลต่อสมอง – คลื่นไส้, เวียนศีรษะ, อัตราการเต้นของหัวใจเพิ่มขึ้น;
• เมื่อใช้เครื่องทำความร้อนที่มี IR คุณไม่ควรอยู่ใกล้กัน

แหล่งกำเนิดรังสี

ดวงอาทิตย์– เครื่องกำเนิดธรรมชาติหลักของ IR ประมาณ 50% ของรังสีอยู่ในสเปกตรัมอินฟราเรด ขอบคุณพวกเขา ชีวิตจึงเริ่มต้นขึ้น พลังงานแสงอาทิตย์ถูกส่งไปยังวัตถุที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าและให้ความร้อนแก่วัตถุเหล่านั้น

โลกดูดซับมันและส่งส่วนใหญ่กลับสู่ชั้นบรรยากาศ วัตถุทั้งหมดมีคุณสมบัติการแผ่รังสีที่แตกต่างกัน ซึ่งอาจต้องอาศัยวัตถุหลายชิ้น

อนุพันธ์ประดิษฐ์ประกอบด้วยผลิตภัณฑ์จำนวนมากที่ติดตั้งไฟ LED ได้แก่หลอดไส้ ไส้หลอดทังสเตน เครื่องทำความร้อน และเลเซอร์บางชนิด เกือบทุกสิ่งรอบตัวเราเป็นทั้งแหล่งกำเนิดและตัวดูดซับของ IR ร่างกายที่ได้รับความร้อนจะปล่อยแสงที่มองไม่เห็นออกมา

แอปพลิเคชัน

รังสีอินฟราเรดถูกนำมาใช้ในการแพทย์ ชีวิตประจำวัน อุตสาหกรรม และดาราศาสตร์ ครอบคลุมหลายด้านในชีวิตมนุษย์ ไม่ว่าเขาจะไปที่ไหนก็ตาม เขาจะพบกับอิทธิพลของอินฟราเรด

ใช้ในทางการแพทย์

ตั้งแต่สมัยโบราณผู้คนสังเกตเห็นพลังการรักษาของความร้อนในการรักษาโรค ความผิดปกติหลายอย่างเกิดจากสภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวย ตลอดชีวิตร่างกายจะสะสมสารอันตราย

รังสีอินฟราเรดถูกนำมาใช้ในทางการแพทย์มานานแล้ว IR คลื่นยาวมีคุณสมบัติที่มีประโยชน์ที่สุด การวิจัยได้พิสูจน์แล้วว่าการบำบัดดังกล่าวช่วยกระตุ้นให้ร่างกายกำจัดสารพิษ แอลกอฮอล์ นิโคติน ตะกั่ว และปรอท

มันทำให้กระบวนการเผาผลาญเป็นปกติ เสริมสร้างระบบภูมิคุ้มกัน การติดเชื้อจำนวนมากหายไป และไม่เพียงแต่อาการจะหายไป แต่ยังรวมถึงโรคด้วย สุขภาพจะแข็งแรงขึ้นอย่างเห็นได้ชัด: ความดันโลหิตลดลง การนอนหลับที่ดี กล้ามเนื้อผ่อนคลาย หลอดเลือดขยายตัว การไหลเวียนของเลือดเร็วขึ้น อารมณ์ดีขึ้น ความเครียดทางจิตหายไป

วิธีการรักษาอาจเน้นตรงบริเวณที่เป็นโรคหรือส่งผลต่อทั้งร่างกายก็ได้

คุณลักษณะของกายภาพบำบัดในท้องถิ่นคือผลเป้าหมายของ IR ต่อส่วนที่เป็นโรคของร่างกาย ขั้นตอนทั่วไปได้รับการออกแบบสำหรับทั้งร่างกาย การปรับปรุงเกิดขึ้นหลังจากผ่านไปเพียงไม่กี่เซสชัน

ตัวอย่างของโรคหลักที่ระบุถึงการรักษาด้วย IR:

• ระบบกล้ามเนื้อและกระดูก – กระดูกหัก, โรคข้ออักเสบ, ข้ออักเสบ;
• ระบบทางเดินหายใจ – โรคหอบหืด, หลอดลมอักเสบ, โรคปอดบวม;
• ระบบประสาท – ปวดประสาท, นอนไม่หลับ, ซึมเศร้า;
• อุปกรณ์ทางเดินปัสสาวะ - ไตวาย, กระเพาะปัสสาวะอักเสบ, ต่อมลูกหมากอักเสบ;
• ผิวหนัง – แผลไหม้, แผลพุพอง, รอยแผลเป็น, กระบวนการอักเสบ, โรคสะเก็ดเงิน;
• การทำให้งาม – ฤทธิ์ต่อต้านเซลลูไลท์;
• ทันตกรรม – การกำจัดเส้นประสาท, การอุดฟัน;
• โรคเบาหวาน;
• การกำจัดการสัมผัสกัมมันตภาพรังสี

รายการนี้ไม่ได้สะท้อนถึงทุกแง่มุมในการแพทย์ที่ใช้รังสีอินฟราเรด

กายภาพบำบัดมีข้อห้าม:การตั้งครรภ์, โรคเลือด, การแพ้ของแต่ละบุคคล, โรคในระหว่างการกำเริบ, วัณโรค, เนื้องอก, กระบวนการเป็นหนอง, แนวโน้มที่จะมีเลือดออก

เครื่องทำความร้อนแบบอินฟราเรด

เครื่องทำความร้อน IR กำลังได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อยๆ สิ่งนี้อธิบายได้ด้วยข้อได้เปรียบที่สำคัญจากแนวทางทางเศรษฐกิจและสังคม

เป็นที่ยอมรับกันมานานแล้วในอุตสาหกรรมและการเกษตรว่าอุปกรณ์แม่เหล็กไฟฟ้าไม่กระจายความร้อน แต่ให้ความร้อนแก่วัตถุที่ต้องการโดยการเน้นรังสีอินฟราเรดในรูปคลื่นไปยังวัตถุโดยตรง ดังนั้น ในเวิร์คช็อปขนาดใหญ่ สถานที่ทำงานจะถูกทำให้ร้อน แต่ในโกดัง เส้นทางของบุคคลจะถูกทำให้ร้อน ไม่ใช่ทั้งห้อง

เครื่องทำความร้อนส่วนกลางมีให้โดยใช้น้ำร้อนในหม้อน้ำ การกระจายอุณหภูมิไม่สม่ำเสมอ อากาศร้อนลอยขึ้นไปบนเพดาน และในพื้นที่ปาร์เก้จะเย็นกว่าอย่างเห็นได้ชัด ในกรณีของเครื่องทำความร้อนแบบอินฟราเรดสามารถหลีกเลี่ยงปัญหาความร้อนที่สูญเปล่าได้

การติดตั้งร่วมกับการระบายอากาศตามธรรมชาติจะช่วยลดความชื้นในอากาศให้เป็นปกติ ตัวอย่างเช่น ในฟาร์มสุกรและโรงนา เซ็นเซอร์จะบันทึกได้ 70-75% หรือน้อยกว่า เมื่อใช้ตัวส่งสัญญาณดังกล่าว จำนวนสัตว์จะเพิ่มขึ้น

สเปกโทรสโกปีอินฟราเรด

สาขาวิชาฟิสิกส์ที่รับผิดชอบอิทธิพลของอินฟราเรดต่อร่างกายเรียกว่าอินฟราเรดสเปกโทรสโกปี ด้วยความช่วยเหลือนี้ ปัญหาของการวิเคราะห์เชิงปริมาณและคุณภาพของสารผสม การศึกษาปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุล และการศึกษาจลนศาสตร์และลักษณะของตัวกลางปฏิกิริยาเคมีจะได้รับการแก้ไข

วิธีนี้วัดการสั่นสะเทือนของโมเลกุลโดยใช้สเปกโตรมิเตอร์ มีฐานข้อมูลแบบตารางขนาดใหญ่ที่ช่วยให้คุณสามารถระบุสารนับพันชนิดตามลายนิ้วมือของอะตอม

การควบคุมระยะไกล

ใช้ในการควบคุมอุปกรณ์จากระยะไกล ไดโอดอินฟราเรดส่วนใหญ่จะใช้ในเครื่องใช้ภายในบ้าน ตัวอย่างเช่น รีโมทคอนโทรลของทีวี สมาร์ทโฟนบางรุ่นมีพอร์ต IR

รังสีเหล่านี้ไม่รบกวนเพราะว่า มองไม่เห็นด้วยตามนุษย์

เทอร์โมกราฟฟี

การถ่ายภาพความร้อนในรังสีอินฟราเรดใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในการวินิจฉัย เช่นเดียวกับในการพิมพ์ สัตวแพทยศาสตร์ และสาขาอื่นๆ

ด้วยโรคภัยไข้เจ็บต่างๆ อุณหภูมิร่างกายเปลี่ยนแปลง ระบบไหลเวียนโลหิตจะเพิ่มความรุนแรงในพื้นที่ที่มีการรบกวนซึ่งสะท้อนอยู่บนจอภาพของเครื่องมือ

เฉดสีเย็นคือสีน้ำเงินเข้ม ความอบอุ่นที่เพิ่มขึ้นจะสังเกตได้จากการเปลี่ยนสีก่อนเป็นสีเขียว จากนั้นจึงเปลี่ยนเป็นสีเหลือง สีแดง และสีขาว

คุณสมบัติของรังสีอินฟราเรด

รังสีอินฟราเรดมีลักษณะเหมือนกับแสงที่ตามองเห็น แต่อยู่ในช่วงที่ต่างกัน ในเรื่องนี้พวกเขาปฏิบัติตามกฎแห่งทัศนศาสตร์และได้รับค่าสัมประสิทธิ์การแผ่รังสีการสะท้อนและการส่งผ่าน

ลักษณะเด่น:

• คุณลักษณะเฉพาะคือไม่จำเป็นต้องมีลิงก์กลางระหว่างการถ่ายเทความร้อน
• ความสามารถในการทะลุผ่านวัตถุทึบแสงบางส่วน
• ทำให้สารร้อนโดยการถูกดูดซับ
• ล่องหน;
• มีผลทางเคมีต่อแผ่นถ่ายภาพ
• ทำให้เกิดโฟโตอิเล็กทริกภายในเจอร์เมเนียม
• ความสามารถของเลนส์คลื่น (การรบกวนและการเลี้ยวเบน);
• บันทึกโดยใช้วิธีถ่ายภาพ

รังสีอินฟราเรดในชีวิต

บุคคลปล่อยและดูดซับรังสีอินฟราเรด มีผลกระทบทั้งในท้องถิ่นและทั่วไป และผลที่ตามมาจะเป็นอย่างไร - ประโยชน์หรืออันตรายขึ้นอยู่กับความถี่ของพวกเขา

คลื่นอินฟราเรดยาวถูกปล่อยออกมาจากผู้คน และเป็นที่พึงปรารถนาที่จะได้รับพวกเขากลับมา การบำบัดทางกายภาพบำบัดนั้นขึ้นอยู่กับพวกเขา ท้ายที่สุดพวกมันกระตุ้นกลไกการฟื้นฟูและการรักษาอวัยวะต่างๆ

คลื่นสั้นมีหลักการทำงานที่แตกต่างกัน อาจทำให้อวัยวะภายในร้อนขึ้นได้

นอกจากนี้ การได้รับรังสีอัลตราไวโอเลตเป็นเวลานานยังส่งผลให้เกิดผลที่ตามมา เช่น แผลไหม้ หรือแม้แต่มะเร็งวิทยา ผู้เชี่ยวชาญทางการแพทย์ไม่แนะนำให้ใช้เวลาอยู่กลางแสงแดดในระหว่างวัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าคุณมีลูกอยู่ด้วย

รังสีอินฟราเรดล้อมรอบมนุษย์ตลอดเวลา ก่อนที่จะมีความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี รังสีของดวงอาทิตย์ส่งผลต่อร่างกายมนุษย์ และเมื่อมีเครื่องใช้ในครัวเรือนเข้ามา รังสีอินฟราเรดก็มีผลกระทบที่บ้านเช่นกัน การให้ความร้อนแก่เนื้อเยื่อในร่างกายสามารถนำไปใช้ในทางการแพทย์ได้อย่างประสบความสำเร็จในการรักษาโรคกายภาพบำบัดต่างๆ

นักฟิสิกส์ได้ศึกษาคุณสมบัติของรังสีอินฟราเรดมานานแล้วและมีวัตถุประสงค์เพื่อให้ได้ประโยชน์และประโยชน์สูงสุดสำหรับมนุษย์ คำนึงถึงพารามิเตอร์ทั้งหมดของผลกระทบที่เป็นอันตรายและแนะนำให้ใช้วิธีการป้องกันเพื่อรักษาสุขภาพของมนุษย์

รังสีอินฟราเรด: มันคืออะไร?

รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่มองไม่เห็นซึ่งให้ผลความร้อนสูงเรียกว่าอินฟราเรด รังสีมีความยาวตั้งแต่ 0.74 ถึง 2,000 µm ซึ่งอยู่ระหว่างการปล่อยคลื่นวิทยุไมโครเวฟกับรังสีสีแดงที่มองเห็นได้ ซึ่งเป็นสเปกตรัมที่ยาวที่สุดในสเปกตรัมของดวงอาทิตย์

ย้อนกลับไปในปี 1800 วิลเลียม เฮอร์เชล นักดาราศาสตร์ชาวอังกฤษค้นพบรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า สิ่งนี้เกิดขึ้นขณะศึกษารังสีของดวงอาทิตย์: นักวิทยาศาสตร์สังเกตเห็นความร้อนที่สำคัญของเครื่องมือและสามารถแยกแยะรังสีที่มองไม่เห็นได้

รังสีอินฟราเรดมีชื่อที่สอง - "ความร้อน" ความร้อนเล็ดลอดออกมาจากวัตถุที่สามารถรักษาอุณหภูมิได้ คลื่นอินฟราเรดสั้นจะให้ความร้อนแรงกว่า และหากรู้สึกว่าความร้อนอ่อนลง แสดงว่าคลื่นระยะไกลเล็ดลอดออกมาจากพื้นผิว ความยาวคลื่นของรังสีอินฟราเรดมีสามประเภท:

• สั้นหรือสั้นมากถึง 2.5 ไมครอน
• เฉลี่ยไม่เกิน 50 ไมครอน
• ยาวหรือไกล 50–2000 µm

ร่างกายใดก็ตามที่ได้รับความร้อนก่อนหน้านี้จะปล่อยรังสีอินฟราเรดออกมาและปล่อยพลังงานความร้อนออกมา แหล่งความร้อนตามธรรมชาติที่มีชื่อเสียงที่สุดคือดวงอาทิตย์ และแหล่งความร้อนเทียม ได้แก่ หลอดไฟฟ้า เครื่องใช้ในครัวเรือน และหม้อน้ำ ซึ่งการทำงานดังกล่าวก่อให้เกิดความร้อน

รังสีอินฟราเรดใช้ที่ไหน?

การค้นพบครั้งใหม่แต่ละครั้งจะพบว่ามีประโยชน์สูงสุดต่อมนุษยชาติ การค้นพบรังสีอินฟราเรดช่วยแก้ปัญหามากมายในสาขาต่างๆ ตั้งแต่การแพทย์ไปจนถึงระดับอุตสาหกรรม

พื้นที่ที่มีชื่อเสียงที่สุดที่ใช้คุณสมบัติของรังสีที่มองไม่เห็น:

1. ด้วยความช่วยเหลือของอุปกรณ์พิเศษ กล้องถ่ายภาพความร้อน คุณสามารถตรวจจับวัตถุในระยะไกลได้โดยใช้คุณสมบัติของรังสีอินฟราเรด วัตถุใดๆ ที่สามารถรักษาอุณหภูมิบนพื้นผิวได้ จึงปล่อยรังสีอินฟราเรดออกมา กล้องถ่ายภาพความร้อนจะตรวจจับรังสีความร้อนและสร้างภาพที่แม่นยำของวัตถุที่ตรวจพบ คุณสมบัตินี้สามารถใช้ในอุตสาหกรรมและการทหารได้
2. เพื่อดำเนินขั้นตอนการติดตามในการฝึกทหาร มีการใช้อุปกรณ์ที่มีเซ็นเซอร์ที่สามารถตรวจจับเป้าหมายที่ปล่อยความร้อนออกมา นอกจากนี้สิ่งที่อยู่ในสภาพแวดล้อมใกล้เคียงจะถูกส่งเพื่อคำนวณอย่างถูกต้องไม่เพียง แต่วิถีโคจรเท่านั้น แต่ยังรวมถึงพลังของการกระแทกด้วยซึ่งส่วนใหญ่มักเป็นขีปนาวุธ
3. การถ่ายเทความร้อนแบบแอคทีฟร่วมกับรังสีจะใช้ในสภาวะภายในประเทศโดยใช้คุณสมบัติที่เป็นประโยชน์ในการทำความร้อนในห้องในฤดูหนาว หม้อน้ำทำจากโลหะซึ่งสามารถส่งพลังงานความร้อนได้มากที่สุด ผลเช่นเดียวกันนี้ใช้กับเครื่องทำความร้อน เครื่องใช้ในครัวเรือนบางชนิด เช่น โทรทัศน์ เครื่องดูดฝุ่น เตา เตารีด มีคุณสมบัติเหมือนกัน
4. ในอุตสาหกรรมกระบวนการเชื่อมผลิตภัณฑ์พลาสติกและการหลอมจะดำเนินการโดยใช้รังสีอินฟราเรด
5. การฉายรังสีอินฟราเรดใช้ในการปฏิบัติทางการแพทย์เพื่อรักษาโรคบางอย่างด้วยความร้อนรวมถึงการฆ่าเชื้อในอากาศภายในอาคารโดยใช้หลอดควอทซ์
6. การรวบรวมแผนที่สภาพอากาศเป็นไปไม่ได้หากไม่มีเครื่องมือพิเศษพร้อมเซ็นเซอร์ตรวจจับความร้อนที่สามารถระบุการเคลื่อนที่ของอากาศอุ่นและเย็นได้อย่างง่ายดาย
7. สำหรับการวิจัยทางดาราศาสตร์ กล้องโทรทรรศน์ชนิดพิเศษถูกสร้างขึ้นซึ่งมีความไวต่อรังสีอินฟราเรด ซึ่งสามารถตรวจจับวัตถุอวกาศที่มีอุณหภูมิบนพื้นผิวต่างกันได้
8. ในอุตสาหกรรมอาหารเพื่อการรักษาความร้อนของธัญพืช
9. ในการตรวจสอบธนบัตร จะใช้อุปกรณ์ที่มีรังสีอินฟราเรด โดยแสงที่สามารถตรวจจับธนบัตรปลอมได้

ผลกระทบของรังสีอินฟราเรดต่อร่างกายมนุษย์นั้นไม่ชัดเจน ความยาวคลื่นที่แตกต่างกันสามารถกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาที่คาดเดาไม่ได้ คุณต้องระมัดระวังเป็นพิเศษเกี่ยวกับความร้อนของดวงอาทิตย์ซึ่งอาจก่อให้เกิดอันตรายและกลายเป็นปัจจัยกระตุ้นให้เกิดกระบวนการทางพยาธิวิทยาเชิงลบในเซลล์

รังสีที่มีความยาวคลื่นยาวกระทบผิวหนังและกระตุ้นตัวรับความร้อน ทำให้เกิดความอบอุ่นที่น่าพึงพอใจ ช่วงความถี่นี้ใช้สำหรับผลการรักษาในทางการแพทย์ ความร้อนส่วนใหญ่ถูกดูดซับโดยผิวหนังและตกลงบนพื้นผิว แรงกระแทกต่ำรับประกันความร้อนที่ดีของผิวโดยไม่ส่งผลกระทบต่ออวัยวะภายใน

คลื่นที่มีความยาวคลื่น 9.6 ไมครอน ส่งเสริมการต่ออายุของหนังกำพร้า เสริมสร้างระบบภูมิคุ้มกัน และรักษาร่างกาย กายภาพบำบัดขึ้นอยู่กับการใช้คลื่นอินฟราเรดยาวซึ่งก่อให้เกิดกระบวนการต่อไปนี้:

• การไหลเวียนของเลือดดีขึ้นเมื่อกล้ามเนื้อเรียบผ่อนคลายหลังจากส่งข้อมูลไปยังไฮโปทาลามัสเมื่อส่งผลกระทบต่อชั้นผิวของผิวหนัง
• ความดันโลหิตเป็นปกติหลังการขยายตัวของหลอดเลือด
• เซลล์ของร่างกายได้รับสารอาหารและออกซิเจนมากขึ้นซึ่งช่วยปรับปรุงสภาพทั่วไป
• ปฏิกิริยาทางชีวเคมีดำเนินไปเร็วขึ้นซึ่งส่งผลต่อกระบวนการเผาผลาญ
• ภูมิคุ้มกันดีขึ้นและความต้านทานของร่างกายต่อจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคเพิ่มขึ้น
• การเร่งการเผาผลาญช่วยขจัดสารพิษและลดความตะกรัน

อิทธิพลทางพยาธิวิทยา

คลื่นที่มีความยาวคลื่นสั้นจะมีผลตรงกันข้าม อันตรายจากรังสีอินฟราเรดเกิดจากผลกระทบทางความร้อนที่รุนแรงซึ่งเกิดจากรังสีสั้น ผลกระทบจากความร้อนที่รุนแรงแผ่กระจายลึกเข้าสู่ร่างกาย ทำให้เกิดความร้อนที่อวัยวะภายใน เนื้อเยื่อร้อนจัดทำให้เกิดภาวะขาดน้ำและอุณหภูมิร่างกายเพิ่มขึ้นอย่างมาก

ผิวหนังบริเวณที่สัมผัสกับรังสีอินฟราเรดความยาวสั้นจะเปลี่ยนเป็นสีแดงและได้รับการเผาไหม้จากความร้อนซึ่งบางครั้งมีความรุนแรงระดับที่สองโดยมีลักษณะเป็นแผลพุพองที่มีเนื้อหาขุ่น เส้นเลือดฝอยบริเวณที่เกิดแผลจะขยายตัวและแตกออก ทำให้เกิดอาการตกเลือดเล็กน้อย

เซลล์สูญเสียความชุ่มชื้นร่างกายอ่อนแอและไวต่อการติดเชื้อประเภทต่างๆ หากรังสีอินฟราเรดเข้าตาความจริงข้อนี้มีผลเสียต่อการมองเห็น เยื่อเมือกของดวงตาแห้งและจอประสาทตาได้รับผลกระทบในทางลบ เลนส์สูญเสียความยืดหยุ่นและความโปร่งใส ซึ่งเป็นอาการหนึ่งของต้อกระจก

การสัมผัสกับความร้อนที่มากเกินไปจะทำให้กระบวนการอักเสบเพิ่มขึ้น (ถ้ามี) และยังทำหน้าที่เป็นแหล่งที่อุดมสมบูรณ์สำหรับการอักเสบอีกด้วย แพทย์กล่าวว่าอุณหภูมิสูงเกินสองสามองศาอาจทำให้เกิดการติดเชื้อเยื่อหุ้มสมองอักเสบได้

อุณหภูมิร่างกายที่เพิ่มขึ้นโดยทั่วไปทำให้เกิดภาวะลมแดด ซึ่งหากไม่ได้รับความช่วยเหลือ ก็สามารถนำไปสู่ผลที่ตามมาอย่างถาวรได้ สัญญาณหลักของโรคลมแดด:

• ความอ่อนแอทั่วไป
• ปวดหัวอย่างรุนแรง
• มองเห็นภาพซ้อน;
• คลื่นไส้;
• อัตราการเต้นของหัวใจเพิ่มขึ้น
• การปรากฏตัวของเหงื่อเย็นที่ด้านหลัง;
• การสูญเสียสติในระยะสั้น

ภาวะแทรกซ้อนร้ายแรงที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมอุณหภูมิที่บกพร่องเกิดขึ้นหากความถี่ของการได้รับรังสีอินฟราเรดยังคงดำเนินต่อไปเป็นเวลานาน หากบุคคลไม่ได้รับการช่วยเหลืออย่างทันท่วงที เซลล์สมองจะถูกปรับเปลี่ยนและกิจกรรมของระบบไหลเวียนโลหิตจะถูกยับยั้ง

รายการกิจกรรมในนาทีแรกหลังจากเริ่มมีอาการที่น่าตกใจ:

1. กำจัดแหล่งกำเนิดรังสีอินฟราเรดออกจากเหยื่อ: เคลื่อนย้ายบุคคลไปยังที่ร่มหรือไปยังสถานที่ห่างจากแหล่งกำเนิดความร้อนที่เป็นอันตราย
2. ปลดกระดุมหรือถอดเสื้อผ้าที่อาจรบกวนการหายใจลึกๆ
3. เปิดหน้าต่างเพื่อให้อากาศบริสุทธิ์ไหลเวียนได้อย่างอิสระ
4. เช็ดด้วยน้ำเย็นหรือห่อด้วยแผ่นเปียก
5. ใช้ความเย็นในบริเวณที่มีหลอดเลือดแดงใหญ่อยู่ (ขมับ ขาหนีบ หน้าผาก รักแร้)
6. หากบุคคลนั้นยังมีสติอยู่ ควรให้น้ำเย็นสะอาดดื่ม มาตรการนี้จะช่วยลดอุณหภูมิของร่างกายได้
7. ในกรณีที่หมดสติควรทำการช่วยชีวิตซึ่งประกอบด้วยเครื่องช่วยหายใจและการกดหน้าอก
8. เรียกรถพยาบาลเพื่อรับการรักษาพยาบาลที่มีคุณสมบัติเหมาะสม

ข้อบ่งชี้

เพื่อวัตถุประสงค์ในการรักษาโรค การใช้คลื่นความร้อนยาวถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในทางการแพทย์ รายการโรคค่อนข้างยาว:

• ความดันโลหิตสูง
• อาการปวด;
• จะช่วยให้คุณลดน้ำหนักส่วนเกินได้
• โรคของกระเพาะอาหารและลำไส้เล็กส่วนต้น
• รัฐซึมเศร้า;
• โรคทางเดินหายใจ
• โรคผิวหนัง
• โรคจมูกอักเสบ, โรคหูน้ำหนวกที่ไม่ซับซ้อน

ข้อห้ามในการใช้รังสีอินฟราเรด

ประโยชน์ของรังสีอินฟราเรดมีคุณค่าสำหรับมนุษย์ในกรณีที่ไม่มีโรคหรืออาการของแต่ละบุคคล ซึ่งไม่สามารถยอมรับการสัมผัสรังสีอินฟราเรดได้:

• โรคเลือดทางระบบ, แนวโน้มที่จะมีเลือดออกบ่อย;
• โรคอักเสบเฉียบพลันและเรื้อรัง
• การปรากฏตัวของการติดเชื้อเป็นหนองในร่างกาย;
• เนื้องอกมะเร็ง
• ภาวะหัวใจล้มเหลวในระยะ decompensation;
• การตั้งครรภ์;
• โรคลมบ้าหมูและความผิดปกติทางระบบประสาทที่รุนแรงอื่น ๆ
• เด็กอายุไม่เกินสามปี

มาตรการป้องกันรังสีที่เป็นอันตราย

ผู้ที่เสี่ยงต่อการได้รับรังสีอินฟราเรดคลื่นสั้น ได้แก่ ผู้ที่ชอบใช้เวลานานภายใต้แสงแดดที่แผดเผา และผู้ปฏิบัติงานในโรงงานที่ใช้คุณสมบัติของรังสีความร้อน เพื่อป้องกันตัวเอง คุณต้องปฏิบัติตามคำแนะนำง่ายๆ:

1. ผู้ที่ชอบผิวสีแทนสวยควรลดเวลาอยู่กลางแสงแดดและหล่อลื่นผิวที่สัมผัสด้วยครีมป้องกันก่อนออกไปข้างนอก
2. หากมีแหล่งความร้อนสูงอยู่ใกล้ๆ ให้ลดความเข้มข้นของความร้อนลง
3. เมื่อทำงานในโรงงานที่มีอุณหภูมิสูง คนงานจะต้องติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล: เสื้อผ้าพิเศษ หมวก
4. เวลาที่ใช้ในห้องที่มีอุณหภูมิสูงควรได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวด
5. เมื่อทำตามขั้นตอนต่างๆ ให้สวมแว่นตาป้องกันเพื่อรักษาสุขภาพตา
6. ติดตั้งเฉพาะเครื่องใช้ในครัวเรือนคุณภาพสูงในห้องพัก

รังสีประเภทต่างๆ ล้อมรอบบุคคลภายนอกและภายในอาคาร การตระหนักถึงผลเสียที่อาจเกิดขึ้นจะช่วยให้คุณมีสุขภาพที่ดีได้ในอนาคต คุณค่าของรังสีอินฟราเรดนั้นไม่อาจปฏิเสธได้สำหรับการปรับปรุงชีวิตมนุษย์ แต่ยังมีผลทางพยาธิวิทยาที่ต้องกำจัดโดยทำตามคำแนะนำง่ายๆ

ในปี 1800 นักวิทยาศาสตร์ William Herschel ได้ประกาศการค้นพบของเขาในการประชุมของ Royal Society of London เขาวัดอุณหภูมินอกสเปกตรัมและค้นพบรังสีที่มองไม่เห็นด้วยพลังความร้อนอันมหาศาล เขาทำการทดลองโดยใช้ตัวกรองกล้องโทรทรรศน์ เขาสังเกตเห็นว่าพวกมันดูดซับแสงและความร้อนจากรังสีดวงอาทิตย์ในระดับต่างๆ

หลังจากผ่านไป 30 ปี การมีอยู่ของรังสีที่มองไม่เห็นซึ่งอยู่เหนือส่วนสีแดงของสเปกตรัมแสงอาทิตย์ที่มองเห็นได้รับการพิสูจน์อย่างไม่ต้องสงสัย ชาวฝรั่งเศส Becquerel เรียกรังสีอินฟราเรดนี้ว่า

คุณสมบัติของรังสีอินฟราเรด

สเปกตรัมของรังสีอินฟราเรดประกอบด้วยเส้นและแถบแต่ละเส้น แต่ก็สามารถต่อเนื่องได้ ทุกอย่างขึ้นอยู่กับแหล่งที่มาของรังสีอินฟราเรด กล่าวอีกนัยหนึ่ง สิ่งที่สำคัญคือพลังงานจลน์หรืออุณหภูมิของอะตอมหรือโมเลกุล องค์ประกอบใด ๆ ของตารางธาตุจะมีลักษณะแตกต่างกันที่อุณหภูมิต่างกัน

ตัวอย่างเช่น สเปกตรัมอินฟราเรดของอะตอมที่ถูกกระตุ้น เนื่องจากสถานะสัมพัทธ์ของส่วนที่เหลือของมัดนิวเคลียส จะมีสเปกตรัม IR เป็นเส้นตรง และโมเลกุลที่ตื่นเต้นนั้นจะมีแถบและตั้งอยู่แบบสุ่ม ทุกอย่างขึ้นอยู่กับกลไกของการซ้อนทับของสเปกตรัมเชิงเส้นของตัวเองของแต่ละอะตอมเท่านั้น แต่ยังมาจากปฏิสัมพันธ์ของอะตอมเหล่านี้ต่อกันด้วย

เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ลักษณะสเปกตรัมของร่างกายจะเปลี่ยนไป ดังนั้นของแข็งและของเหลวที่ได้รับความร้อนจึงปล่อยสเปกตรัมอินฟราเรดต่อเนื่อง ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 300°C การแผ่รังสีของของแข็งที่ได้รับความร้อนจะอยู่ในบริเวณอินฟราเรดทั้งหมด ทั้งการศึกษาคลื่น IR และการประยุกต์ใช้คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดนั้นขึ้นอยู่กับช่วงอุณหภูมิ

คุณสมบัติหลักของรังสีอินฟราเรดคือการดูดซับและให้ความร้อนแก่ร่างกายมากขึ้น หลักการถ่ายเทความร้อนด้วยเครื่องทำความร้อนอินฟราเรดแตกต่างจากหลักการพาความร้อนหรือการนำความร้อน เมื่ออยู่ในการไหลของก๊าซร้อน วัตถุจะสูญเสียความร้อนบางส่วนตราบใดที่อุณหภูมิของมันต่ำกว่าอุณหภูมิของก๊าซร้อน

และในทางกลับกัน: ถ้าตัวปล่อยอินฟราเรดฉายรังสีวัตถุ ไม่ได้หมายความว่าพื้นผิวจะดูดซับรังสีนี้ อีกทั้งยังสามารถสะท้อน ดูดซับ หรือส่งผ่านรังสีได้โดยไม่สูญเสีย เกือบทุกครั้ง วัตถุที่ถูกฉายรังสีจะดูดซับส่วนหนึ่งของรังสีนี้ สะท้อนส่วนนั้น และส่งผ่านส่วนนั้น

วัตถุที่ส่องสว่างหรือวัตถุที่ให้ความร้อนไม่ได้ปล่อยคลื่นอินฟราเรดทั้งหมด เช่น หลอดฟลูออเรสเซนต์หรือเปลวไฟของเตาแก๊สไม่มีรังสีดังกล่าว หลักการทำงานของหลอดฟลูออเรสเซนต์จะขึ้นอยู่กับการเรืองแสง (photoluminescence) สเปกตรัมของมันใกล้เคียงกับสเปกตรัมของแสงกลางวันมากที่สุดคือแสงสีขาว ดังนั้นจึงแทบไม่มีรังสีอินฟราเรดอยู่ในนั้น และความเข้มของรังสีสูงสุดจากเปลวไฟเตาแก๊สเกิดขึ้นที่ความยาวคลื่นสีน้ำเงิน การแผ่รังสีอินฟราเรดของวัตถุที่ได้รับความร้อนที่ระบุไว้นั้นอ่อนมาก

นอกจากนี้ยังมีสารที่โปร่งใสต่อแสงที่มองเห็นได้ แต่ไม่สามารถส่งผ่านรังสีอินฟราเรดได้ ตัวอย่างเช่น ชั้นน้ำที่มีความหนาหลายเซนติเมตรจะไม่ส่งรังสีอินฟราเรดที่มีความยาวคลื่นมากกว่า 1 ไมครอน ในกรณีนี้ บุคคลสามารถแยกแยะวัตถุที่อยู่ด้านล่างได้ด้วยตาเปล่า

เพื่อให้เข้าใจหลักการทำงานของตัวปล่อยอินฟราเรดจำเป็นต้องจินตนาการถึงสาระสำคัญของปรากฏการณ์ทางกายภาพเช่นรังสีอินฟราเรด

ช่วงอินฟราเรดและความยาวคลื่น

รังสีอินฟราเรดเป็นรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดหนึ่งที่มีช่วงตั้งแต่ 0.77 ถึง 340 ไมครอนในสเปกตรัมของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ในกรณีนี้ช่วงตั้งแต่ 0.77 ถึง 15 ไมครอนถือเป็นคลื่นสั้นตั้งแต่ 15 ถึง 100 ไมครอน - คลื่นกลางและจาก 100 ถึง 340 - คลื่นยาว

ส่วนคลื่นสั้นของสเปกตรัมอยู่ติดกับแสงที่ตามองเห็น และส่วนคลื่นยาวรวมเข้ากับบริเวณของคลื่นวิทยุที่สั้นเกินขีด ดังนั้นรังสีอินฟราเรดจึงมีทั้งคุณสมบัติของแสงที่มองเห็นได้ (แพร่กระจายเป็นเส้นตรง สะท้อน หักเหเหมือนแสงที่มองเห็นได้) และคุณสมบัติของคลื่นวิทยุ (สามารถผ่านวัสดุบางชนิดที่ทึบแสงจนมองเห็นรังสีที่มองเห็นได้)

ตัวปล่อยอินฟราเรดที่มีอุณหภูมิพื้นผิวตั้งแต่ 700 C ถึง 2,500 C มีความยาวคลื่น 1.55-2.55 ไมครอนและเรียกว่า "แสง" - ความยาวคลื่นจะอยู่ใกล้กับแสงที่มองเห็นมากขึ้น ตัวปล่อยที่มีอุณหภูมิพื้นผิวต่ำกว่าจะมีความยาวคลื่นยาวกว่าและเรียกว่า " มืด".

แหล่งกำเนิดรังสีอินฟราเรด

โดยทั่วไปแล้ว วัตถุใดๆ ที่ได้รับความร้อนถึงอุณหภูมิที่กำหนดจะปล่อยพลังงานความร้อนในช่วงอินฟราเรดของสเปกตรัมคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และสามารถถ่ายโอนพลังงานนี้ผ่านการแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่รังสีไปยังวัตถุอื่นๆ การถ่ายโอนพลังงานเกิดขึ้นจากร่างกายที่มีอุณหภูมิสูงไปยังร่างกายที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า ในขณะที่ร่างกายที่แตกต่างกันมีความสามารถในการเปล่งแสงและการดูดซึมที่แตกต่างกัน ซึ่งขึ้นอยู่กับธรรมชาติของวัตถุทั้งสอง สถานะของพื้นผิว เป็นต้น

รังสีแม่เหล็กไฟฟ้ามีลักษณะเป็นควอนตัม-โฟโตนิก เมื่อทำปฏิกิริยากับสสาร โฟตอนจะถูกดูดซับโดยอะตอมของสสารและถ่ายโอนพลังงานไปให้พวกมัน ในเวลาเดียวกันพลังงานของการสั่นสะเทือนความร้อนของอะตอมในโมเลกุลของสารจะเพิ่มขึ้นเช่น พลังงานรังสีกลายเป็นความร้อน

สาระสำคัญของการทำความร้อนแบบแผ่รังสีคือหัวเผาซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดรังสีสร้างก่อตัวในอวกาศและส่งรังสีความร้อนไปยังโซนทำความร้อน มันตกอยู่บนโครงสร้างที่ปิดล้อม (พื้น, ผนัง), อุปกรณ์เทคโนโลยี, ผู้คนในเขตฉายรังสี, ถูกดูดซับโดยพวกเขาและทำให้พวกมันร้อนขึ้น ฟลักซ์การแผ่รังสีที่ถูกดูดซับโดยพื้นผิว เสื้อผ้า และผิวหนังของมนุษย์ สร้างความสบายทางความร้อนโดยไม่เพิ่มอุณหภูมิโดยรอบ อากาศในห้องที่มีความร้อนในขณะที่ยังคงเกือบโปร่งใสต่อรังสีอินฟราเรดนั้นถูกทำให้ร้อนเนื่องจาก "ความร้อนทุติยภูมิ" เช่น การพาความร้อนจากโครงสร้างและวัตถุที่ได้รับความร้อนจากรังสี

สมบัติและการประยุกต์ของรังสีอินฟราเรด

เป็นที่ยอมรับกันว่าการได้รับความร้อนจากรังสีอินฟราเรดมีประโยชน์ต่อมนุษย์ หากผิวหนังส่วนใหญ่รับรู้การแผ่รังสีความร้อนที่มีความยาวคลื่นมากกว่า 2 ไมครอนโดยมีพลังงานความร้อนที่เกิดขึ้นอยู่ภายใน จากนั้นการแผ่รังสีที่มีความยาวคลื่นสูงถึง 1.5 ไมครอนจะทะลุผ่านผิวหนัง ทำให้ร้อนบางส่วน และไปถึงเครือข่ายของ หลอดเลือดและเพิ่มอุณหภูมิของเลือดโดยตรง ที่การไหลของความร้อนที่มีความเข้มระดับหนึ่ง ผลกระทบของมันจะทำให้เกิดความรู้สึกร้อนที่น่าพึงพอใจ ในการให้ความร้อนแบบแผ่รังสี ร่างกายมนุษย์จะปล่อยความร้อนส่วนเกินส่วนใหญ่ออกมาโดยการพาไปยังอากาศโดยรอบซึ่งมีอุณหภูมิต่ำกว่า การถ่ายเทความร้อนรูปแบบนี้มีผลทำให้รู้สึกสดชื่นและมีผลดีต่อความเป็นอยู่ที่ดี

ในประเทศของเรา การศึกษาเทคโนโลยีการทำความร้อนด้วยอินฟราเรดได้ดำเนินการมาตั้งแต่ช่วงทศวรรษที่ 30 ทั้งในด้านการเกษตรและอุตสาหกรรม

การศึกษาทางการแพทย์และชีววิทยาที่ดำเนินการทำให้สามารถพิสูจน์ได้ว่าระบบทำความร้อนแบบอินฟราเรดตรงตามลักษณะเฉพาะของอาคารปศุสัตว์ได้ครบถ้วนมากกว่าระบบทำความร้อนแบบพาความร้อนจากส่วนกลางหรือทางอากาศ ประการแรกเนื่องจากการทำความร้อนด้วยอินฟราเรดอุณหภูมิของพื้นผิวภายในของรั้วโดยเฉพาะพื้นจะสูงกว่าอุณหภูมิอากาศในห้อง ปัจจัยนี้มีผลดีต่อความสมดุลทางความร้อนของสัตว์ โดยช่วยลดการสูญเสียความร้อนอย่างรุนแรง

ระบบอินฟราเรดที่ทำงานร่วมกับระบบระบายอากาศตามธรรมชาติ ช่วยให้มั่นใจในการลดความชื้นสัมพัทธ์ในอากาศให้อยู่ในค่ามาตรฐาน (ในฟาร์มสุกรและโรงเลี้ยงลูกโคลงเหลือ 70-75% และต่ำกว่า)

ผลจากการทำงานของระบบเหล่านี้ทำให้อุณหภูมิและความชื้นภายในอาคารถึงค่าพารามิเตอร์ที่ดี

การใช้ระบบทำความร้อนแบบกระจายสำหรับอาคารเกษตรกรรมไม่เพียงแต่ช่วยให้สร้างสภาวะปากน้ำที่จำเป็นเท่านั้น แต่ยังช่วยเพิ่มความเข้มข้นของการผลิตอีกด้วย ในฟาร์มหลายแห่งใน Bashkiria (ฟาร์มรวมตั้งชื่อตามเลนิน ฟาร์มรวมตั้งชื่อตามนูริมานอฟ) การผลิตลูกหลานเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญหลังจากการแนะนำการใช้ความร้อนอินฟราเรด (เพิ่มการคลอดในฤดูหนาว 4 เท่า) และความปลอดภัยของสัตว์เล็กเพิ่มขึ้น (จาก 72.8% ถึง 97.6%)

ปัจจุบัน ระบบทำความร้อนอินฟราเรดได้รับการติดตั้งและใช้งานได้หนึ่งฤดูกาลที่องค์กร Chuvash Broiler ในเขตชานเมืองของ Cheboksary ตามความคิดเห็นของผู้จัดการฟาร์ม ในช่วงเวลาอุณหภูมิต่ำสุดในฤดูหนาว -34-36 C ระบบทำงานอย่างต่อเนื่องและให้ความร้อนที่จำเป็นสำหรับการเลี้ยงสัตว์ปีกสำหรับเนื้อสัตว์ (โรงเรือนแบบตั้งพื้น) เป็นระยะเวลา 48 วัน ขณะนี้พวกเขากำลังพิจารณาที่จะติดตั้งระบบอินฟราเรดในโรงเรือนสัตว์ปีกที่เหลือ