Инфрачервени лъчи – свойства и приложения

Какво са инфрачервените лъчи

Инфрачервено (infrared – под червено – след червено)лъчение или инфрачервени (топлинни) лъчи – (намиращи се след червената област на спектъра), представлява електромагнитно излъчване, породено от отделянето на фотони от възбудени йони или атоми при промяната на енергетичните им нива от по-високи към по-ниски. Дължината на инфрачервените вълни варира от 0,7 до 350 μm, в електромагнитния спектър те заемат мястото от края на червената зона на видимата светлина до микро-вълновото лъчение. Различната дължина на инфрачервените вълни се обуславя от температурата на излъчващото тяло. Колкото температурата на излъчващия обект е по-голяма, толкова по-малка (къса) е дължината на топлинните вълни и интензитетът им е по-висок и колкото температурата на излъчващия обект е по-малка, толкова по-дълга е дължината на вълните и съответно, интензитетът е по-нисък. Т.е. температурата на излъчващото тяло е обратно пропорционална на дължината на вълната. В близост до тела с висока температура, основните обекти излъчващи инфраред лъчение, човешката кожа усеща силно изразен топлинен ефект благодарение на инфрачервените лъчи, оттам идва и най-често срещаното им наименование – топлинни лъчи. Всяко тяло (обект) с температура по-висока от абсолютната нула (-273,15 С), излъчва инфрачервени вълни. Основният и най-голям обект излъчващ инфрачервено лъчение е Слънцето.

Откриване

Инфрачервените лъчи ,  са открити през 1800-та година от британския астроном и физик Уилям Хершел. Той установил съществуването им след като изучавал спектъра на бялата светлина и топлинното въздействие на отделните спектрални зони. Силно чувствителният термометър, който използвал, показал най-голяма температура в зоната от спектъра на червена светлина и най-вече след нея. Този фактор доказал наличието на лъчение в невидимата за човека светлинна зона. Тези лъчи са наименувани инфрачервени или топлинни.

Спектър на електромагнитните вълни

Спектър на електромагнитните вълни

Дължината на инфрачервените вълни варира от (0,7 до 350)µm, те се разделят на три основни групи – къси, средни и дълги в зависимост от температурата на излъчващия обект, колкото по-висока е температурата, толкова по-къса е дължината на вълната и обратно, колкото по ниска е температурата, толкова по дълга е  вълната. Главните обекти излъчващи инфрачервено лъчение са топли тела, Най-големият и най-мощен обект, познат на човечеството, излъчващ инфрачервени лъчи е Слънцето, с повече от 70% от цялото му излъчване.

Свойства на инфрачервените лъчи и инфрачервената светлина

Инфрачервеното излъчване е невидимо за човека без специални приспособления.Инфрачервените лъчи напълно се подчиняват на оптичния закон.Характеризират се със свойства подобни на видима светлина – Инфрачервено излъчване на човешко тялоотражение и пречупване, но поради факта, че дължината на тяхната вълна е по-голяма имат своите специфични различия. С най-високи показатели на отражение на инфрачервените лъчи, са веществата – злато, сребро, мед и алуминий, средни показатели на отражение има желязото, а най-ниски – водата и въглеводорода. Инфрачервените лъчи безпроблемно преминават през вакум, запрашени или задимени области. Поради естеството на образуване на инфрачервените лъчи, преминаването на атоми или йони на по-ниски енергетични нива, фотоните им са с по-ниска енергия и респективно с по-ниска честота. При проникване в тялото, инфрачервените лъчи загряват мускули и тъкани в дълбочина от 4мм. Това усещане се изпитва най-силно при студени зимни дни и ясно небе, Слънцето ни грее и усещаме приятно затопляне игнорирайки студения заобикалящ ни въздух. Също така при залез Слънце, на плажа морският бриз ни охлажда, но Слънцето приятно ни топли.

Лечебно действие на инфрачервените лъчи

  • благоприятстват нормализирането на високото кръвно налягане, подобряване и стабилизиране на кръвообращението;благоприятен ефект при болки в гръбната област и мускулите, при шипове, бронхит, астматични заболявания;
  • помагат при простуда, умора и изтощаване на човешкия организъм;
  • полезни са при възпаление на ушите, носа и гърлото;
  • намаляват болките при артритни и ревматични заболявания, също така и при дискова херния;
  • спомагат действието на бъбреците;
  • при стресови ситуации;
  • при процедури за намаляване на целулит и разграждане на мазнини;
  • и много други положителни ефекти върху здравето.

Приложения

Отопление

Поради силно изразеният топлинен ефект на инфрачервените лъчи, те успешно се използват за отопление. Набиращото все по-голяма популярност инфрачервено отопление е определяно като отоплението на новото хилядолетие. Инфрачервените лъчи преминават безпроблемно през въздуха с почти никакви загуби, достигат твърдите обекти, предмети и повърхности и ги затоплят лъчисто, те, от своя страна, акумулират топлината за дълъг период от време и я отдават на въздуха в помещението. Изключително икономично, сравнено с масовите конвенционални уреди за отопление. Висока енергийна ефективност, благодарение на преобразуваната до 98% електрическа енергия в инфрачервено излъчване. Здравословен начин на отопление взел пример от Природата – Слънцето. Поради факта, че въздухът не се ползва за транспортьор на топлинната мощност, се намаляват значително топлинните загуби, тъй като въздуха е добър изолатор, а не акумулатор на топлината. Инфрачервените уреди за отопление се разделят на няколко основни групи: 1) Спрямо температурата на повърхността на излъчващия обект, респективно дължината на вълната: – дълговълнови – с температура на повърхността около 100ᴼС-120ᴼС, във вид на панели с нагревател от карбон (въглеродни влакна с изключителна еластична якост, значително по-леки от стоманата, с около 3-4 пъти и от алуминия с 35-40%). Благодарение качествата на карбона, панелите с такъв нагревател са с експлоатационен живот до 100 000 часа работа. Използват се главно за битово отопление; – късовълнови – с температура на повърхността на лампата 800ᴼС-900ᴼС, във вид на лъчисти печки с кварцови лампи запълнени със смес от различни газове. Лампите са със златно покритие за предотвратяване на вредно излъчване. Продължителност на експлоатационен живот на лампите 5000-6000 часа. Използват се главно за промишлено и индустриално отопление. 2)Спрямо енергийния източник, който използват: – електрически; – газови.

Козметично действие

Инфрачервените лъчи проникват в кожата до 3-4 мм, затоплят човешкото тяло и основно кожата, по този начин стимулират кръвообращението, в следствие на това доставянето на хранителни вещества и кислород до кожните клетки се подобрява значително, от там и цялостното състояние на кожата. Затопляйки кожата в дълбочина, се увеличава отделянето на пот, в резултат на този процес се ускорява отделянето на мъртви клетки, извеждат се вредните токсини от тялото, спомага се отслабването, подобрява се лесното разграждане на мастни образувания, порите на кожата се отварят и прочистват много по-лесно и по-бързо и кожата придобива повишена еластичност и гладкост. При постоянно излагане на въздействието на инфрачервено лъчение до голяма степен се намалява възникването на различни кожни проблеми, като пърхота, акнето, черните точки и други. Процедури с инфрачервени лъчи се прилагат при лечение на псориазис, екземи, изглаждане на бръчки, ставни заболявания, кожни наранявания и много други.

Инфрачервените лъчи и масажа

При масаж, често се използва първоначално затопляне с инфрачервени лъчи, те загряват директно кожата и отпускат мускулите, което благоприятства за качествен масаж. Затоплените мускули и тъкани водят до отпускане на тялото и приложеният масаж има дълготрайно и ефективно действие. Благодарение на масажа се подобрява кръвообращението, намалява се стресът и умората, повишава се концентрацията, ускоряват се процесите в тялото и всичко това води до подобрено здравословно състояние.

Пренос на данни чрез инфрачервени лъчи 

Широко разпространено е използването на инфрачервеното лъчение за пренос на данни между компютри, мобилни апарати, преносими устройства и други подобни, които са в непосредствена близост едно до друго. Устройствата за дистанционно управление имат в състава си специални лещи, които насочват излъчваното инфрачервено лъчение от диода към приемника на климатик, телевизор, различни плеъри и всякакви устройства управлявани дистанционно. Приемникът на отделния уред е прецизно настроен да приема и разпознава само инфрачервения сигнал излъчван от дистанционното. По този начин се пренебрегва и елиминира действието на други инфрачервени лъчи произведени от близки обекти или Слънцето. Дистанционното управление и приемника се настройват на еднаква честота.

Инфрачервена фотография

Благодарение на инфрачервена фотография се създават изображения невидими за човека с просто око. Чувствителността на човешкото зрение е в диапазона (0,37 до 0,73)μm – микрона от виолетово до червено, като най-голяма чувствителност има при 0,55 μm. Инфрачервеното излъчване е в диапазона 0,75 до 350 μm, затова се използват специални инфрачервени филтри за улавяне на това лъчение. Възможностите на инфрачервената фотография успешно се използват в изкуството, бита и промишлеността. Благодарение на инфрачервени камери и фотоапарати се изследват параметрите на помещения, сгради, обекти, различни тела и материали. Издават се паспорти за енергийна ефективност на обследваните сгради.

Астрономия

Инфрачервените лъчи намират голямо приложение в областта на астрономията, благодарение на по-голямата дължина на вълната и по-ниската енергия на фотоните, в сравнение с видимата светлина, те успешно и безпроблемно преминават през големите прахови образувания и мъглявините съставящи космическото пространство. Тъй като всяко тяло с температура по-висока от абсолютната нула (-273,15ᴼС), излъчва в инфрачервения спектър, се дава възможност за наблюдение на близки и далечни обекти, който нямат достатъчно висока температура за да излъчват светлина. Такива “студени” тела и обекти, могат да се видят и изследват само с телескопи и апарати способни да улавят инфрачервеното излъчване.

Споделяй на Воля

Leave a comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Time limit is exhausted. Please reload CAPTCHA.

Scroll Up
Optimization WordPress Plugins & Solutions by W3 EDGE