الأشعة تحت الحمراء، خصائصها وتطبيقاتها. تاريخ علم الأشعة تحت الحمراء

الضوء هو مفتاح وجود الكائنات الحية على الأرض. هناك عدد كبير من العمليات التي يمكن أن تحدث بسبب التعرض للأشعة تحت الحمراء. وبالإضافة إلى ذلك، يتم استخدامه للأغراض الطبية. منذ القرن العشرين، أصبح العلاج بالضوء عنصرا هاما في الطب التقليدي.

ملامح الإشعاع

العلاج الضوئي هو قسم خاص في العلاج الطبيعي يدرس تأثيرات موجات الضوء على جسم الإنسان. ولوحظ أن الموجات لها نطاقات مختلفة، لذلك يكون لها تأثيرات مختلفة على جسم الإنسان. من المهم أن نلاحظ أن الإشعاع لديه أكبر عمق اختراق. أما بالنسبة للتأثير السطحي، فالأشعة فوق البنفسجية لها ذلك.

نطاق طيف الأشعة تحت الحمراء (الطيف الإشعاعي) له طول موجي مناظر، وهو 780 نانومتر. ما يصل إلى 10000 نانومتر. أما بالنسبة للعلاج الطبيعي فيستخدم لعلاج الإنسان طول موجي يتراوح في الطيف من 780 نانومتر. ما يصل إلى 1400 نانومتر. يعتبر هذا النطاق من الأشعة تحت الحمراء طبيعيًا للعلاج. وبكلمات بسيطة، يتم استخدام الطول الموجي المناسب، أي طول موجي أقصر قادر على اختراق الجلد بمقدار ثلاثة سنتيمترات. وبالإضافة إلى ذلك، تؤخذ في الاعتبار الطاقة الكمومية الخاصة وتردد الإشعاع.

وفقا للعديد من الدراسات، فقد وجد أن الضوء وموجات الراديو والأشعة تحت الحمراء لها نفس الطبيعة، حيث أنها أنواع من الموجات الكهرومغناطيسية التي تحيط بالناس في كل مكان. تعمل هذه الموجات على تشغيل أجهزة التلفزيون والهواتف المحمولة وأجهزة الراديو. بكلمات بسيطة، تسمح الموجات للإنسان برؤية العالم من حوله.

طيف الأشعة تحت الحمراء له تردد مماثل، الطول الموجي هو 7-14 ميكرون، والذي له تأثير فريد على جسم الإنسان. هذا الجزء من الطيف يتوافق مع الإشعاع الصادر من جسم الإنسان.

أما بالنسبة للأجسام الكمومية، فإن الجزيئات ليس لديها القدرة على الاهتزاز بشكل اعتباطي. يحتوي كل جزيء كمي على مجموعة معينة من الطاقة وترددات الإشعاع التي يتم تخزينها في لحظة الاهتزاز. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن جزيئات الهواء مجهزة بمجموعة واسعة من هذه الترددات، وبالتالي فإن الغلاف الجوي قادر على امتصاص الإشعاع في مجموعة متنوعة من الأطياف.

مصادر الإشعاع

الشمس هي المصدر الرئيسي للأشعة تحت الحمراء.

بفضله، يمكن تسخين الأشياء إلى درجة حرارة معينة. ونتيجة لذلك، تنبعث الطاقة الحرارية في طيف هذه الموجات. ثم تصل الطاقة إلى الأشياء. تتم عملية نقل الطاقة الحرارية من الأجسام ذات درجة الحرارة المرتفعة إلى درجة حرارة أقل. في هذه الحالة، تتمتع الأجسام بخصائص إشعاعية مختلفة تعتمد على عدة أجسام.

توجد مصادر الأشعة تحت الحمراء في كل مكان، وهي مجهزة بعناصر مثل مصابيح LED. تم تجهيز جميع أجهزة التلفاز الحديثة بأجهزة تحكم عن بعد، لأنها تعمل بالتردد المناسب لطيف الأشعة تحت الحمراء. أنها تحتوي على مصابيح LED. يمكن رؤية مصادر مختلفة للأشعة تحت الحمراء في الإنتاج الصناعي، على سبيل المثال: في تجفيف أسطح الطلاء والورنيش.

كان أبرز ممثل للمصدر الاصطناعي في روس هو المواقد الروسية. لقد شهد جميع الناس تقريبًا تأثير مثل هذا الموقد وقدروا أيضًا فوائده. ولهذا السبب يمكن الشعور بهذا الإشعاع من موقد ساخن أو مشعاع. حاليا، سخانات الأشعة تحت الحمراء تحظى بشعبية كبيرة. لديهم قائمة من المزايا مقارنة بخيار الحمل الحراري، لأنها أكثر اقتصادا.

قيمة المعامل

هناك عدة أنواع من المعاملات في طيف الأشعة تحت الحمراء، وهي:

  • إشعاع؛
  • معامل الانعكاس؛
  • عامل الإنتاجية.

لذلك، الابتعاثية هي قدرة الأجسام على إصدار تردد إشعاعي، وكذلك الطاقة الكمومية. قد يختلف حسب المادة وخصائصها وكذلك درجة الحرارة. يحتوي المعامل على الحد الأقصى للعلاج = 1، ولكن في الوضع الحقيقي يكون دائمًا أقل. أما بالنسبة لقدرة الانبعاث المنخفضة فهي تتمتع بعناصر ذات سطح لامع وكذلك المعادن. يعتمد المعامل على مؤشرات درجة الحرارة.

يوضح معامل الانعكاس قدرة المواد على عكس تكرار الدراسة. يعتمد على نوع المواد وخصائصها ومؤشرات درجة الحرارة. يحدث الانعكاس بشكل رئيسي على الأسطح المصقولة والملساء.

تُظهر النفاذية قدرة الأجسام على نقل تردد الأشعة تحت الحمراء من خلال نفسها. يعتمد هذا المعامل بشكل مباشر على سمك ونوع المادة. من المهم أن نلاحظ أن معظم المواد ليس لديها مثل هذا المعامل.

استخدامها في الطب

أصبح العلاج بالأشعة تحت الحمراء شائعًا جدًا في العالم الحديث. يرجع استخدام الأشعة تحت الحمراء في الطب إلى حقيقة أن هذه التقنية لها خصائص علاجية. وبفضل هذا، هناك تأثير مفيد على جسم الإنسان. التأثير الحراري يشكل جسمًا في الأنسجة، ويجدد الأنسجة ويحفز إصلاحها، ويسرع التفاعلات الفيزيائية والكيميائية.

بالإضافة إلى ذلك، يشهد الجسم تحسينات كبيرة، حيث تحدث العمليات التالية:

  • تسريع تدفق الدم.
  • توسع الأوعية.
  • إنتاج المواد النشطة بيولوجيا.
  • استرخاء العضلات.
  • مزاج عظيم؛
  • حالة مريحة
  • حلم جيد؛
  • انخفاض ضغط الدم.
  • تخفيف التوتر الجسدي والنفسي والعاطفي، وما إلى ذلك.

يحدث التأثير المرئي للعلاج من خلال عدة إجراءات. بالإضافة إلى الوظائف المذكورة، فإن طيف الأشعة تحت الحمراء له تأثير مضاد للالتهابات على جسم الإنسان، ويساعد على مكافحة العدوى، ويحفز ويقوي جهاز المناعة.

هذا العلاج في الطب له الخصائص التالية:

  • التحفيز الحيوي.
  • مضاد التهاب؛
  • إزالة السموم.
  • تحسين تدفق الدم.
  • إيقاظ الوظائف الثانوية للجسم.

للأشعة تحت الحمراء، أو بالأحرى علاجها، فوائد واضحة لجسم الإنسان.

طرق العلاج

العلاج نوعان: عام ومحلي. أما بالنسبة للتأثيرات الموضعية، فيتم العلاج على جزء محدد من جسم المريض. أثناء العلاج العام، يستهدف استخدام العلاج بالضوء الجسم بأكمله.

يتم تنفيذ الإجراء مرتين يوميًا، وتتراوح مدة الجلسة من 15 إلى 30 دقيقة. تحتوي دورة العلاج العامة على ما لا يقل عن خمسة إلى عشرين إجراء. تأكد من أن لديك حماية من الأشعة تحت الحمراء لوجهك. يتم استخدام نظارات خاصة أو أغطية من الصوف القطني أو الورق المقوى للعيون. بعد الجلسة يصبح الجلد مغطى بالحمامي، أي احمرار مع حدود غير واضحة. تختفي الحمامي بعد ساعة من الإجراء.

مؤشرات وموانع للعلاج

يحتوي IR على المؤشرات الرئيسية للاستخدام في الطب:

  • أمراض أعضاء الأنف والأذن والحنجرة.
  • الألم العصبي والتهاب الأعصاب.
  • الأمراض التي تؤثر على الجهاز العضلي الهيكلي.
  • أمراض العيون والمفاصل.
  • العمليات الالتهابية.
  • الجروح.
  • الحروق والقروح والأمراض الجلدية والندبات.
  • الربو القصبي.
  • التهاب المثانة؛
  • تحص بولي.
  • الداء العظمي الغضروفي.
  • التهاب المرارة بدون حجارة.
  • التهاب المفاصل؛
  • التهاب المعدة والأمعاء في شكل مزمن.
  • التهاب رئوي.

العلاج بالضوء له نتائج إيجابية. بالإضافة إلى تأثيرها العلاجي، يمكن أن تكون الأشعة تحت الحمراء خطرة على جسم الإنسان. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن هناك موانع معينة يمكن أن تسبب ضررًا للصحة إذا لم يتم مراعاتها.

إذا كان لديك الأمراض التالية، فإن هذا العلاج سيكون ضارا:

  • فترة الحمل
  • أمراض الدم.
  • التعصب الفردي
  • الأمراض المزمنة في المرحلة الحادة.
  • عمليات قيحية
  • السل النشط
  • الاستعداد للنزيف.
  • الأورام.

يجب أن تؤخذ موانع الاستعمال هذه في الاعتبار حتى لا تسبب ضررًا لصحتك. يمكن أن تسبب شدة الإشعاع العالية جدًا ضررًا كبيرًا.

أما بالنسبة لأضرار الأشعة تحت الحمراء في الطب وفي الإنتاج فقد تحدث حروق واحمرار شديد في الجلد. في بعض الحالات، يصاب الأشخاص بأورام في وجوههم بسبب تعرضهم لهذا الإشعاع لفترة كافية. يمكن أن يؤدي الضرر الكبير الناتج عن الأشعة تحت الحمراء إلى التهاب الجلد، كما يمكن أن تحدث ضربة الشمس.

تعتبر الأشعة تحت الحمراء خطرة جدًا على العين، خاصة في نطاق يصل إلى 1.5 ميكرون. ويتسبب التعرض لها على المدى الطويل بضرر كبير، حيث تظهر رهاب الضوء وإعتام عدسة العين ومشاكل في الرؤية. يعد التعرض طويل الأمد للأشعة تحت الحمراء أمرًا خطيرًا للغاية ليس فقط بالنسبة للأشخاص ولكن أيضًا للنباتات. باستخدام الأدوات البصرية، يمكنك محاولة تصحيح مشكلة الرؤية لديك.

التأثير على النباتات

يعلم الجميع أن الـIRs لها تأثير مفيد على نمو النباتات وتطورها. على سبيل المثال، إذا قمت بتجهيز دفيئة بسخان الأشعة تحت الحمراء، فيمكنك رؤية نتيجة مذهلة. يتم التسخين في طيف الأشعة تحت الحمراء، حيث يتم ملاحظة تردد معين، وتكون الموجة 50000 نانومتر. ما يصل إلى 2،000،000 نانومتر.

هناك حقائق مثيرة للاهتمام يمكنك من خلالها معرفة أن جميع النباتات والكائنات الحية تتأثر بأشعة الشمس. الإشعاع من الشمس له نطاق محدد يتكون من 290 نانومتر. – 3000 نانومتر. بكلمات بسيطة، تلعب الطاقة الإشعاعية دورًا مهمًا في حياة كل نبات.

وبالنظر إلى الحقائق المثيرة للاهتمام والتعليمية، يمكن تحديد أن النباتات تحتاج إلى الطاقة الضوئية والشمسية، لأنها مسؤولة عن تكوين الكلوروفيل والبلاستيدات الخضراء. تؤثر سرعة الضوء على الاستطالة ونواة الخلايا وعمليات النمو وتوقيت الإثمار والإزهار.

مواصفات فرن الميكروويف

تم تجهيز أفران الميكروويف المنزلية بأجهزة ميكروويف أقل قليلاً من أشعة جاما والأشعة السينية. مثل هذه الأفران يمكن أن تثير تأثيرًا مؤينًا يشكل خطراً على صحة الإنسان. توجد أفران الميكروويف في الفجوة بين موجات الأشعة تحت الحمراء وموجات الراديو، لذلك لا تستطيع هذه الأفران تأين الجزيئات والذرات. لا تؤثر أفران الميكروويف العاملة على الأشخاص، حيث يتم امتصاصها في الطعام وتوليد الحرارة.

لا يمكن لأفران الميكروويف أن تنبعث منها جزيئات مشعة، وبالتالي ليس لها تأثير إشعاعي على الغذاء والكائنات الحية. لهذا السبب لا داعي للقلق من أن أفران الميكروويف قد تضر بصحتك!

مقدمة

إن النقص في طبيعته، والذي يتم تعويضه بمرونة العقل، يدفع الشخص باستمرار إلى البحث. إن الرغبة في الطيران مثل الطائر، أو السباحة مثل السمكة، أو، على سبيل المثال، الرؤية في الليل مثل القطة، تحققت مع تحقيق المعرفة والتكنولوجيا المطلوبة. غالبًا ما كان البحث العلمي مدفوعًا باحتياجات النشاط العسكري، وكانت النتائج تحددها المستوى التكنولوجي الحالي.

يعد توسيع نطاق الرؤية لتصور المعلومات التي يتعذر على العين الوصول إليها من أصعب المهام، لأنها تتطلب تدريبًا علميًا جادًا وقاعدة فنية واقتصادية كبيرة. تم الحصول على النتائج الناجحة الأولى في هذا الاتجاه في الثلاثينيات من القرن العشرين. أصبحت مشكلة المراقبة في ظروف الإضاءة المنخفضة ملحة بشكل خاص خلال الحرب العالمية الثانية.

وبطبيعة الحال، أدت الجهود المبذولة في هذا الاتجاه إلى التقدم في البحث العلمي والطب وتكنولوجيا الاتصالات وغيرها من المجالات.

فيزياء الأشعة تحت الحمراء

الأشعة تحت الحمراء- الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي يشغل المنطقة الطيفية بين الطرف الأحمر للضوء المرئي (بالطول الموجي (= م) والإشعاع الراديوي قصير الموجة (= م). تم اكتشاف الأشعة تحت الحمراء في عام 1800 على يد العالم الإنجليزي دبليو هيرشل. بعد 123 سنة من اكتشاف باكتشاف الأشعة تحت الحمراء، حصلت الفيزيائية السوفيتية أ.أ.جلاجوليفا-أركادييفا على موجات راديو يبلغ طولها الموجي حوالي 80 ميكرون، أي تقع في نطاق الطول الموجي للأشعة تحت الحمراء. وأثبت هذا أن الضوء والأشعة تحت الحمراء وموجات الراديو لها نفس الطبيعة، كل هذه الأشياء هي مجرد أنواع من الموجات الكهرومغناطيسية العادية.

يُطلق على الأشعة تحت الحمراء أيضًا اسم الإشعاع "الحراري"، نظرًا لأن جميع الأجسام، الصلبة والسائلة، التي يتم تسخينها إلى درجة حرارة معينة تنبعث منها طاقة في طيف الأشعة تحت الحمراء.

مصادر الأشعة تحت الحمراء

المصادر الرئيسية للأشعة تحت الحمراء لبعض الأشياء

الأشعة تحت الحمراء الصادرة عن الصواريخ الباليستية والأجسام الفضائية

الأشعة تحت الحمراء الصادرة من الطائرات

الأشعة تحت الحمراء الصادرة عن السفن السطحية

مسيرة الشعلة

المحرك، وهو عبارة عن تيار من الغازات المحترقة التي تحمل جزيئات صلبة معلقة من الرماد والسخام، والتي تتشكل أثناء احتراق وقود الصواريخ.

جسم الصاروخ.

الأرض التي تعكس جزءاً من أشعة الشمس الساقطة عليها.

الأرض نفسها.

الإشعاع المنعكس من هيكل الطائرة من الشمس والأرض والقمر ومصادر أخرى.

الإشعاع الحراري الداخلي لأنبوب التمديد وفوهة المحرك النفاث أو أنابيب العادم للمحركات المكبسية.

الإشعاع الحراري الخاص لنفاثة غاز العادم.

الإشعاع الحراري الداخلي الصادر من جلد الطائرة، الناتج عن التسخين الهوائي أثناء الطيران بسرعات عالية.

غلاف المدخنة.

العادم

ثقب المدخنة

الخصائص الأساسية للأشعة تحت الحمراء

1. يمر عبر بعض الأجسام الكثيفة، وكذلك عبر المطر.

الضباب والثلج.

2. يحدث تأثيرًا كيميائيًا على لوحات التصوير الفوتوغرافي.

3. تمتصه المادة فتؤدي إلى تسخينها.

4. يسبب تأثير كهروضوئي داخلي في الجرمانيوم.

5. غير مرئية.

6. قادرة على حدوث ظواهر التداخل والحيود.

7. مسجلة بالطرق الحرارية والكهروضوئية

فوتوغرافي.

خصائص الأشعة تحت الحمراء

ينعكس الضعف الجسدي الخاص

الأجسام الحرارية IR مميزات إشعاع IR IR

الإشعاع الإشعاعي في خلفيات إشعاع الغلاف الجوي

صفات

أساسي المفاهيم

الإشعاع الحراري الخاص بالأجسام الساخنة

المفهوم الأساسي هو جسم أسود بالكامل. الجسم الأسود المطلق هو الجسم الذي يمتص كل الإشعاعات الساقطة عليه عند أي طول موجي. توزيع كثافة إشعاع الجسم الأسود (Planck's s/n): حيث السطوع الطيفي للإشعاع عند درجة الحرارة T، هو الطول الموجي بالميكرون، C1 وC2 معاملان ثابتان: C1 = 1.19*W*μm*cm*sr,

C2=1.44*ميكرومتر*درجة. الحد الأقصى للطول الموجي (قانون فين): حيث T هي درجة حرارة الجسم المطلقة.

الكثافة الإشعاعية المتكاملة - قانون ستيفان - بولتزمان:

الأشعة تحت الحمراء المنعكسة من الأجسام

الحد الأقصى للإشعاع الشمسي، الذي يحدد المكون المنعكس، يتوافق مع الأطوال الموجية الأقصر من 0.75 ميكرون، و98% من إجمالي طاقة الإشعاع الشمسي تقع في المنطقة الطيفية حتى 3 ميكرون. غالبًا ما يُعتبر هذا الطول الموجي هو الطول الموجي الحدي الذي يفصل بين المكونات المنعكسة (الشمسية) والمكونات الجوهرية للأشعة تحت الحمراء عن الأجسام. لذلك، يمكن قبول أنه في الجزء القريب من طيف الأشعة تحت الحمراء (حتى 3 ميكرومتر)، يكون المكون المنعكس حاسمًا ويعتمد توزيع الإشعاع على الأجسام على توزيع الانعكاس والإشعاع. بالنسبة للجزء البعيد من طيف الأشعة تحت الحمراء، فإن العامل المحدد هو الإشعاع الخاص بالأجسام، ويعتمد توزيع الابتعاثية على مساحتها على توزيع معاملات الابتعاثية ودرجة الحرارة.

في جزء منتصف الموجة من طيف الأشعة تحت الحمراء، يجب أن تؤخذ جميع المعلمات الأربعة في الاعتبار.

توهين الأشعة تحت الحمراء في الغلاف الجوي

يوجد في نطاق الطول الموجي للأشعة تحت الحمراء عدة نوافذ من الشفافية، كما أن اعتماد النقل الجوي على الطول الموجي له شكل معقد للغاية. يتم تحديد توهين الأشعة تحت الحمراء من خلال نطاقات امتصاص بخار الماء ومكونات الغاز، وخاصة ثاني أكسيد الكربون والأوزون، بالإضافة إلى ظاهرة تشتت الإشعاع. انظر الشكل "امتصاص الأشعة تحت الحمراء".

الخصائص الفيزيائية لإشعاع الخلفية بالأشعة تحت الحمراء

يتكون الأشعة تحت الحمراء من عنصرين: الإشعاع الحراري الخاص به والإشعاع المنعكس (المتناثر) من الشمس والمصادر الخارجية الأخرى. في نطاق الطول الموجي الأقل من 3 ميكرون، يهيمن الإشعاع الشمسي المنعكس والمتناثر. في نطاق الطول الموجي هذا، كقاعدة عامة، يمكن إهمال الإشعاع الحراري الداخلي للخلفيات. على العكس من ذلك، في نطاق الطول الموجي الأكبر من 4 ميكرومتر، يسود الإشعاع الحراري الداخلي للخلفيات ويمكن إهمال الإشعاع الشمسي المنعكس (المتناثر). نطاق الطول الموجي 3-4 ميكرون هو انتقالي. يوجد في هذا النطاق حد أدنى واضح في سطوع تكوينات الخلفية.

امتصاص الأشعة تحت الحمراء

طيف انتقال الغلاف الجوي في منطقة الأشعة تحت الحمراء القريبة والمتوسطة (1.2-40 ميكرومتر) عند مستوى سطح البحر (المنحنى السفلي في الرسوم البيانية) وعلى ارتفاع 4000 متر (المنحنى العلوي)؛ في نطاق أقل من المليمتر (300-500 ميكرون) لا يصل الإشعاع إلى سطح الأرض.

التأثير على الإنسان

منذ العصور القديمة، كان الناس يدركون جيدا القوة المفيدة للحرارة، أو، من الناحية العلمية، الأشعة تحت الحمراء.

توجد في طيف الأشعة تحت الحمراء منطقة ذات أطوال موجية تتراوح من 7 إلى 14 ميكرون تقريبًا (ما يسمى بجزء الموجة الطويلة من نطاق الأشعة تحت الحمراء)، والتي لها تأثير مفيد فريد حقًا على جسم الإنسان. ويتوافق هذا الجزء من الأشعة تحت الحمراء مع إشعاع جسم الإنسان نفسه، ويبلغ الحد الأقصى لطوله الموجي حوالي 10 ميكرون. لذلك، يرى جسمنا أي إشعاع خارجي بأطوال موجية مثل "إشعاعنا". أشهر مصدر طبيعي للأشعة تحت الحمراء على أرضنا هو الشمس، وأشهر مصدر اصطناعي للأشعة تحت الحمراء طويلة الموجة في روسيا هو الموقد الروسي، ومن المؤكد أن كل شخص قد جرب آثاره المفيدة. إن الطهي باستخدام موجات الأشعة تحت الحمراء يجعل الطعام لذيذًا بشكل خاص، ويحافظ على الفيتامينات والمعادن، ولا علاقة له بأفران الميكروويف.

من خلال التأثير على جسم الإنسان في الجزء طويل الموجة من نطاق الأشعة تحت الحمراء، من الممكن الحصول على ظاهرة تسمى "امتصاص الرنين"، حيث يمتص الجسم الطاقة الخارجية بنشاط. ونتيجة لهذا التأثير، تزداد الطاقة الكامنة لخلية الجسم، ويخرج منها الماء غير المقيد، ويزداد نشاط هياكل خلوية معينة، ويزداد مستوى الغلوبولين المناعي، ويزداد نشاط الإنزيمات والإستروجين، وتحدث تفاعلات كيميائية حيوية أخرى. وهذا ينطبق على جميع أنواع خلايا الجسم والدم.

ميزات صور الكائنات الموجودة في نطاق الأشعة تحت الحمراء

تحتوي صور الأشعة تحت الحمراء على توزيع للتناقضات بين الأجسام المعروفة وهو أمر غير معتاد بالنسبة للراصد بسبب اختلاف توزيع الخصائص البصرية لأسطح الأجسام في نطاق الأشعة تحت الحمراء مقارنة بالجزء المرئي من الطيف. الأشعة تحت الحمراء تجعل من الممكن اكتشاف الأشياء في صور الأشعة تحت الحمراء التي لا يمكن ملاحظتها في الصور الفوتوغرافية العادية. من الممكن تحديد مناطق الأشجار والشجيرات المتضررة، بالإضافة إلى الكشف عن أدلة على استخدام النباتات المقطوعة حديثًا لتمويه الأشياء. أدى النقل المختلف للنغمات في الصور إلى إنشاء ما يسمى بالتصوير متعدد الأطياف، حيث يتم تصوير نفس القسم من مستوى الكائنات في نفس الوقت في مناطق مختلفة من الطيف بواسطة كاميرا متعددة الأطياف.

ميزة أخرى لصور الأشعة تحت الحمراء، المميزة للخرائط الحرارية، هي أنه بالإضافة إلى الإشعاع المنعكس، يشارك إشعاعها أيضًا في تكوينها، وفي بعض الحالات فقط هذا وحده. يتم تحديد الإشعاع الداخلي من خلال انبعاثية أسطح الأجسام ودرجة حرارتها. وهذا يجعل من الممكن تحديد الأسطح الساخنة أو مناطقها على الخرائط الحرارية التي لا يمكن اكتشافها تمامًا في الصور الفوتوغرافية، واستخدام الصور الحرارية كمصدر للمعلومات حول حالة درجة حرارة الجسم.

تتيح صور الأشعة تحت الحمراء إمكانية الحصول على معلومات حول الأشياء التي لم تعد موجودة وقت التصوير. على سبيل المثال، على سطح الموقع الذي تقف فيه الطائرة، يتم الاحتفاظ بصورتها الحرارية لبعض الوقت، والتي يمكن تسجيلها على صورة الأشعة تحت الحمراء.

الميزة الرابعة للخرائط الحرارية هي القدرة على تسجيل الأشياء في غياب الإشعاع الساقط وفي غياب التغيرات في درجات الحرارة؛ فقط بسبب الاختلافات في انبعاثية أسطحها. تتيح هذه الخاصية مراقبة الأشياء في الظلام الدامس وفي الظروف التي يتم فيها تسوية اختلافات درجات الحرارة إلى درجة عدم القدرة على الإدراك. في ظل هذه الظروف، تكون الأسطح المعدنية غير المطلية ذات الانبعاثية المنخفضة مرئية بشكل خاص على خلفية الأجسام غير المعدنية التي تبدو أفتح ("داكنة")، على الرغم من أن درجات حرارتها هي نفسها.

ميزة أخرى للخرائط الحرارية ترتبط بديناميكية العمليات الحرارية التي تحدث خلال النهار، ونظرًا للتغير الطبيعي اليومي في درجات الحرارة، تشارك جميع الكائنات الموجودة على سطح الأرض في عملية التبادل الحراري التي تحدث باستمرار. علاوة على ذلك، تعتمد درجة حرارة كل جسم على ظروف التبادل الحراري، والخصائص الفيزيائية للبيئة، والخصائص الجوهرية لجسم معين (السعة الحرارية، والتوصيل الحراري)، وما إلى ذلك. واعتمادًا على هذه العوامل، فإن نسبة درجة حرارة الأجسام المجاورة تتغير خلال اليوم، لذا فإن الخرائط الحرارية التي يتم الحصول عليها في أوقات مختلفة حتى من نفس الكائنات، تختلف عن بعضها البعض.

تطبيق الأشعة تحت الحمراء

في القرن الحادي والعشرين، بدأ إدخال الأشعة تحت الحمراء في حياتنا. الآن يتم استخدامه في الصناعة والطب، في الحياة اليومية والزراعة. إنه عالمي ويمكن استخدامه لمجموعة واسعة من الأغراض. يستخدم في الطب الشرعي والعلاج الطبيعي وفي الصناعة لتجفيف المنتجات المطلية وجدران البناء والخشب والفواكه. الحصول على صور للأجسام في الظلام وأجهزة الرؤية الليلية (المنظار الليلي) والضباب.

أجهزة الرؤية الليلية – تاريخ الأجيال

جيل صفر

"كأس من القماش"

أنظمة ثلاثية وثنائية القطب

    كاثود ضوئي

    صفعة

  1. تركيز القطب

منتصف الثلاثينيات

مركز فيليبس الفني، هولندا

في الخارج - زوريكين، فارنسورد، مورتون وفون أردين؛ في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية - ج. جرينبيرج، أ.أ. أرتسيموفيتش

يتكون أنبوب تكثيف الصورة هذا من زجاجين متداخلين داخل بعضهما البعض، وتم وضع كاثود ضوئي وفوسفور على قاعهما المسطح. تم إنشاء الجهد العالي المطبق على هذه الطبقات

مجال إلكتروستاتيكي يوفر النقل المباشر للصورة الإلكترونية من الكاثود الضوئي إلى شاشة بها فوسفور. تم استخدام كاثود ضوئي من الفضة والأكسجين والسيزيوم، والذي يتمتع بحساسية منخفضة إلى حد ما، على الرغم من أنه يعمل في نطاق يصل إلى 1.1 ميكرون، كطبقة حساسة للضوء في "زجاج هولست". بالإضافة إلى ذلك، كان لهذا الكاثود الضوئي مستوى ضوضاء مرتفع، مما يتطلب تبريدًا إلى درجة حرارة 40 درجة مئوية تحت الصفر للتخلص منه.

لقد أتاح التقدم في مجال البصريات الإلكترونية إمكانية استبدال نقل الصور المباشر بالتركيز باستخدام مجال إلكتروستاتيكي. أكبر عيب في أنبوب تكثيف الصورة مع نقل الصور الكهروستاتيكي هو الانخفاض الحاد في الدقة من مركز مجال الرؤية إلى الحواف بسبب عدم تطابق الصورة الإلكترونية المنحنية مع الكاثود الضوئي المسطح والشاشة. لحل هذه المشكلة، بدأوا في جعلها كروية، مما أدى إلى تعقيد تصميم العدسات المصممة عادة للأسطح المسطحة بشكل كبير.

الجيل الاول

أنابيب تكثيف الصورة متعددة المراحل

اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، م. بوتسلوف

بواسطة RCA، ITT (الولايات المتحدة الأمريكية)، Philips (هولندا)

واستناداً إلى ألواح الألياف الضوئية (FOP)، وهي عبارة عن حزمة من العديد من مصابيح LED، تم تطوير عدسات مسطحة مقعرة، تم تركيبها بدلاً من نوافذ الدخول والخروج. يتم نقل الصورة البصرية المسقطة على السطح المسطح لـ VOP دون تشويه إلى الجانب المقعر، مما يضمن اقتران الأسطح المسطحة للكاثود الضوئي والشاشة بمجال إلكتروني منحني. نتيجة لاستخدام VOP، أصبح القرار هو نفسه في جميع أنحاء مجال الرؤية بأكمله كما هو الحال في المركز.

الجيل الثاني

مضخم الانبعاث الثانوي

مجهر زائف

1- الكاثود الضوئي

3-لوحة متناهية الصغر

4- الشاشة

في السبعينيات

الشركات الامريكية

شركة "براكسيترونيك" (ألمانيا)

هذا العنصر عبارة عن غربال بقنوات متباعدة بانتظام يبلغ قطرها حوالي 10 ميكرون وسمكها لا يزيد عن 1 مم. عدد القنوات يساوي عدد عناصر الصورة وهو في حدود 10 6 . كلا سطحي لوحة القناة الدقيقة (MCP) مصقولان ومعدنان، ويتم تطبيق جهد يصل إلى عدة مئات من الفولت بينهما.

عند دخوله إلى القناة، يصطدم الإلكترون بالجدار ويطرد الإلكترونات الثانوية. في المجال الكهربائي الساحب، تتكرر هذه العملية عدة مرات، مما يسمح بالحصول على كسب NxlO 4 مرات. للحصول على قنوات MCP، يتم استخدام الألياف الضوئية ذات التركيب الكيميائي المختلف.

تم تطوير أنابيب تكثيف الصور ذات تصميم MCP ثنائي المستوى، أي بدون عدسة إلكتروستاتيكية، وهو نوع من العودة التكنولوجية لنقل الصور المباشر، كما هو الحال في "زجاج هولست". أتاحت أنابيب تكثيف الصور المصغرة الناتجة تطوير نظارات الرؤية الليلية (NVGs) لنظام مجهر زائف، حيث يتم تقسيم الصورة من أنبوب تكثيف الصورة إلى عدستين باستخدام منشور تقسيم الشعاع. يتم تدوير الصورة هنا باستخدام عدسات صغيرة إضافية.

الجيل الثالث

أنبوب تكثيف الصور P+ و SUPER II+

بدأت في السبعينيات وحتى يومنا هذا

معظمها شركات أمريكية

يتم تعويض التطور العلمي طويل الأمد وتكنولوجيا التصنيع المعقدة، التي تحدد التكلفة العالية لأنبوب تكثيف الصور من الجيل الثالث، من خلال الحساسية العالية للغاية للكاثود الضوئي. تصل الحساسية المتكاملة لبعض العينات إلى 2000 مللي أمبير/واط، ويتجاوز العائد الكمي (نسبة عدد الإلكترونات المنبعثة إلى عدد الكمات ذات الطول الموجي في منطقة الحساسية القصوى الواقعة على الكاثود الضوئي) 30%! يبلغ عمر الخدمة لأنابيب تكثيف الصور هذه حوالي 3000 ساعة، وتتراوح التكلفة من 600 دولار إلى 900 دولار، اعتمادًا على التصميم.

الخصائص الرئيسية لل EOF

أجيال من مكثفات الصورة

نوع الصورة الكاثود

أساسي

حساسية،

حساسية على

الأطوال الموجية 830-850

يكسب،

متاح

يتراوح

تعرُّف

شخصيات بشرية في

ظروف ضوء الليل الطبيعي، م

"كأس من القماش"

حوالي 1، إضاءة الأشعة تحت الحمراء

فقط تحت ضوء القمر أو إضاءة الأشعة تحت الحمراء

سوبر II+ أو II++

الأشعة تحت الحمراء هي إشعاع كهرومغناطيسي في نطاق الطول الموجي من m إلى المنزل، ويمكن اعتبار أي جسم (غازي، سائل، صلب) تزيد درجة حرارته عن الصفر المطلق (-273 درجة مئوية) مصدرًا للأشعة تحت الحمراء (IR). لا يرى المحلل البصري البشري الأشعة في نطاق الأشعة تحت الحمراء. ولذلك، يتم الحصول على ميزات كشف القناع الخاصة بالأنواع في هذا النطاق باستخدام أجهزة خاصة (الرؤية الليلية، وأجهزة التصوير الحراري) ذات دقة أسوأ من العين البشرية. بشكل عام، تتضمن ميزات الكشف عن كائن ما في نطاق الأشعة تحت الحمراء ما يلي: 1) الخصائص الهندسية لمظهر الكائن (الشكل والأبعاد وتفاصيل السطح)؛ 2) درجة حرارة السطح. الأشعة تحت الحمراء آمنة تماما لجسم الإنسان، على عكس الأشعة السينية والأشعة فوق البنفسجية أو أشعة الميكروويف. لا توجد منطقة لن تكون فيها الطريقة الطبيعية لنقل الحرارة مفيدة. وفي نهاية المطاف، يعلم الجميع أن الإنسان لا يمكن أن يصبح أكثر ذكاءً من الطبيعة، بل يمكننا فقط تقليدها.

فهرس

1. كورباتوف إل.ن. نبذة مختصرة عن تاريخ تطور أجهزة الرؤية الليلية القائمة على المحولات الضوئية الإلكترونية ومكثفات الصورة // الإصدار. دفاع الفنيين. سر. 11. - 1994

2. كوششافتسيف ن.ف.، فولكوف ف.ج. أجهزة الرؤية الليلية // العدد. دفاع الفنيين. سر. ص - 1993 - العدد. 3 (138).

3. ليكومت ج.، الأشعة تحت الحمراء. م: 2002. 410 ص.

4. Menshakov Yu.K., M51 حماية الأشياء والمعلومات من وسائل الاستطلاع الفنية. م: روسي. ولاية إنسانية. يو تي، 2002. 399 ص.

الأشعة تحت الحمراء هي جزء من طيف الإشعاع الشمسي المجاور مباشرة للجزء الأحمر من الطيف المرئي. والعين البشرية غير قادرة على الرؤية في هذه المنطقة من الطيف، ولكن يمكننا أن نشعر بهذا الإشعاع على شكل حرارة.

للأشعة تحت الحمراء خاصيتان مهمتان: الطول الموجي (التردد) للإشعاع وشدة الإشعاع. اعتمادًا على الطول الموجي، يتم تمييز ثلاث مناطق من الأشعة تحت الحمراء: القريبة (0.75−1.5 ميكرومتر)، والمتوسطة (1.5 - 5.6 ميكرون) والبعيدة (5.6−100 ميكرون). مع الأخذ بعين الاعتبار الخصائص الفسيولوجية للإنسان، يقسم الطب الحديث منطقة الأشعة تحت الحمراء من طيف الإشعاع إلى 3 نطاقات:

  • الطول الموجي 0.75-1.5 ميكرون - إشعاع يخترق عمق جلد الإنسان (نطاق IR-A)؛
  • الطول الموجي 1.5-5 ميكرون - الإشعاع الذي تمتصه البشرة وطبقة النسيج الضام من الجلد (نطاق IR-B)؛
  • الطول الموجي أكثر من 5 ميكرون - الإشعاع الممتص على سطح الجلد (نطاق IR-C). علاوة على ذلك، لوحظ أكبر اختراق في النطاق من 0.75 إلى 3 ميكرون وهذا النطاق يسمى "نافذة الشفافية العلاجية".

يوضح الشكل 1 (المصدر الأصلي - مجلة البصريات الطبية الحيوية 12(4)، 044012 يوليو/أغسطس 2007) أطياف امتصاص الأشعة تحت الحمراء للمياه وأنسجة الأعضاء البشرية اعتمادًا على الطول الموجي. ويلاحظ أن أنسجة جسم الإنسان تتكون من 98% ماء وهذه الحقيقة تفسر تشابه خصائص امتصاص الأشعة تحت الحمراء في المنطقة الطيفية 1.5-10 ميكرون.

إذا أخذنا في الاعتبار حقيقة أن الماء نفسه يمتص بشكل مكثف الأشعة تحت الحمراء في نطاق 1.5-10 ميكرون مع قمم عند أطوال موجية تبلغ 2.93 و4.7 و6.2 ميكرون (Yukhnevich G.V. التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء للمياه، M، 1973)، فإن الأكثر فعالية بالنسبة لعمليات التسخين والتجفيف، ينبغي اعتبار بواعث الأشعة تحت الحمراء التي تنبعث في طيف الأشعة تحت الحمراء المتوسطة والبعيدة بكثافة إشعاع قصوى في نطاق الطول الموجي 1.5-6.5 ميكرومتر.

يُطلق على إجمالي كمية الطاقة المنبعثة لكل وحدة زمنية من وحدة السطح المشع اسم انبعاثية باعث الأشعة تحت الحمراء E, W/m². تعتمد الطاقة الإشعاعية على الطول الموجي α ودرجة حرارة السطح المنبعث وهي خاصية متكاملة، لأنها تأخذ في الاعتبار الطاقة الإشعاعية للموجات بجميع أطوالها. تسمى الابتعاثية المتعلقة بفاصل الطول الموجي d LA بكثافة الإشعاع I، W/(m²∙μm).

يتيح لنا دمج التعبير (1) تحديد الابتعاثية (طاقة إشعاعية متكاملة محددة) بناءً على طيف شدة الإشعاع المحدد تجريبيًا في نطاق الطول الموجي من 11 إلى 22:

يوضح الشكل 2 أطياف شدة الانبعاث لبواعث NOMAKON™ IKN-101 IR، التي تم الحصول عليها عند قوى كهربائية اسمية مختلفة للباعث: 1000 وات، و650 وات، و400 وات، و250 وات.

مع زيادة قوة الباعث، وبالتالي درجة حرارة السطح الباعث، تزداد شدة الإشعاع، ويتحول طيف الإشعاع إلى أطوال موجية أقصر (قانون إزاحة فيينا). في هذه الحالة، تقع كثافة الإشعاع القصوى (85-90٪ من الطيف) في نطاق الطول الموجي 1.5-6 ميكرون، وهو ما يتوافق مع الفيزياء المثالية لعملية التسخين والتجفيف بالأشعة تحت الحمراء لهذه الحالة.

إن شدة الأشعة تحت الحمراء، وبالتالي طاقة الإشعاع النوعية، تتناقص مع زيادة المسافة من مصدر الإشعاع. يوضح الشكل 3 منحنيات التغيرات في الطاقة الإشعاعية المحددة لبواعث السيراميك NOMAKON™ IKN-101 اعتمادًا على المسافة بين سطح الباعث ونقطة القياس الطبيعية لسطح الباعث. تم إجراء القياسات باستخدام مقياس إشعاع انتقائي في نطاق الطول الموجي 1.5-8 ميكرومتر، متبوعًا بتكامل أطياف شدة الإشعاع. كما يتبين من الرسم البياني، فإن طاقة الإشعاع النوعية E,W/m² تتناقص بشكل عكسي مع المسافة L,m إلى مصدر الإشعاع.

الأشعة تحت الحمراء (IR) هي موجات كهرومغناطيسية. العين البشرية غير قادرة على إدراك هذا الإشعاع، لكن الإنسان يرى ذلك كطاقة حرارية ويشعر بها في جميع أنحاء الجلد. نحن محاطون باستمرار بمصادر الأشعة تحت الحمراء، والتي تختلف في شدتها وطول موجتها.

هل يجب الحذر من الأشعة تحت الحمراء، هل تضر أو ​​تنفع للإنسان، وما تأثيرها؟

ما هي الأشعة تحت الحمراء ومصادرها؟

كما هو معروف، فإن طيف الإشعاع الشمسي، الذي تنظر إليه العين البشرية على أنه لون مرئي، يقع بين الموجات البنفسجية (الأقصر - 0.38 ميكرون) والأحمر (الأطول - 0.76 ميكرون). بالإضافة إلى هذه الموجات، هناك موجات كهرومغناطيسية لا يمكن للعين البشرية الوصول إليها - الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء. "فائقة" تعني أنها أقل من أو بمعنى آخر أقل من الإشعاع البنفسجي. "الأشعة تحت الحمراء"، على التوالي، هي إشعاع أحمر أعلى أو أكثر.

أي أن الأشعة تحت الحمراء عبارة عن موجات كهرومغناطيسية تقع خارج نطاق اللون الأحمر، ويكون طولها أطول من طول الإشعاع الأحمر المرئي. اكتشف عالم الفلك الألماني ويليام هيرشل، أثناء دراسته للإشعاع الكهرومغناطيسي، موجات غير مرئية تتسبب في ارتفاع درجة حرارة مقياس الحرارة، وأطلق عليها اسم الإشعاع الحراري تحت الأحمر.

أقوى مصدر طبيعي للإشعاع الحراري هو الشمس. من بين جميع الأشعة المنبعثة من النجم، 58٪ منها هي الأشعة تحت الحمراء. المصادر الصناعية هي جميع أجهزة التدفئة الكهربائية التي تحول الكهرباء إلى حرارة، وكذلك أي أشياء تكون درجة حرارتها أعلى من الصفر المطلق – 273 درجة مئوية.

خصائص الأشعة تحت الحمراء

الأشعة تحت الحمراء لها نفس طبيعة وخصائص الضوء العادي، فقط طول موجي أطول. تنعكس موجات الضوء المرئية للعين، التي تصل إلى الأشياء، وتنكسر بطريقة معينة، ويرى الإنسان انعكاس الجسم بمجموعة واسعة من الألوان. ويتم امتصاص الأشعة تحت الحمراء عند وصولها إلى جسم ما، مما يؤدي إلى إطلاق الطاقة وتسخين الجسم. نحن لا نرى الأشعة تحت الحمراء، ولكننا نشعر بها على شكل حرارة.

بمعنى آخر، إذا لم تبعث الشمس طيفًا واسعًا من الأشعة تحت الحمراء طويلة الموجة، فلن يرى الشخص سوى ضوء الشمس، لكنه لن يشعر بحرارته.

من الصعب تخيل الحياة على الأرض بدون حرارة الشمس.

ويمتص الغلاف الجوي بعضاً منه، وتنقسم الموجات الواصلة إلينا إلى:

قصير - يقع الطول في حدود 0.74 ميكرون - 2.5 ميكرون، وتنبعث من الأجسام التي يتم تسخينها إلى درجة حرارة تزيد عن 800 درجة مئوية؛

متوسط ​​- من 2.5 ميكرون إلى 50 ميكرون، درجة حرارة التسخين من 300 إلى 600 درجة مئوية؛

طويل - أوسع نطاق من 50 ميكرون إلى 2000 ميكرون (2 مم)، حتى 300 درجة مئوية.

تتحدد خصائص الأشعة تحت الحمراء وفوائدها وأضرارها على جسم الإنسان من خلال مصدر الإشعاع - فكلما ارتفعت درجة حرارة الباعث، زادت شدة الموجات وتعمقت قدرتها على الاختراق، ودرجة تأثيرها على أي كائن حي. الكائنات الحية. كشفت الدراسات التي أجريت على المواد الخلوية للنباتات والحيوانات عن عدد من الخصائص المفيدة للأشعة تحت الحمراء، والتي وجدت تطبيقًا واسعًا في الطب.

فوائد الأشعة تحت الحمراء للإنسان وتطبيقها في الطب

أثبتت الأبحاث الطبية أن الأشعة تحت الحمراء طويلة المدى ليست آمنة للبشر فحسب، ولكنها مفيدة جدًا أيضًا. تعمل على تنشيط تدفق الدم وتحسين عمليات التمثيل الغذائي وقمع تطور البكتيريا وتعزيز الشفاء السريع للجروح بعد التدخلات الجراحية. إنها تعزز تطوير المناعة ضد المواد الكيميائية السامة وأشعة غاما، وتحفز التخلص من السموم والنفايات من خلال العرق والبول وخفض نسبة الكوليسترول.

فعالة بشكل خاص هي الأشعة التي يبلغ طولها 9.6 ميكرون، والتي تعزز تجديد (ترميم) وشفاء أعضاء وأنظمة الجسم البشري.

منذ زمن سحيق، استخدم الطب الشعبي العلاج بالطين الساخن أو الرمل أو الملح - وهذه أمثلة حية على التأثيرات المفيدة للأشعة تحت الحمراء الحرارية على البشر.

لقد تعلم الطب الحديث استخدام الخصائص المفيدة لعلاج عدد من الأمراض:

باستخدام الأشعة تحت الحمراء، يمكنك علاج كسور العظام، والتغيرات المرضية في المفاصل، وتخفيف آلام العضلات؛

للأشعة تحت الحمراء تأثير إيجابي في علاج المرضى المشلولين؛

التئام الجروح بسرعة (بعد العملية الجراحية وغيرها)، وتخفيف الألم.

من خلال تحفيز الدورة الدموية، فإنها تساعد على تطبيع ضغط الدم.

يحسن الدورة الدموية في الدماغ والذاكرة.

إزالة الأملاح المعدنية الثقيلة من الجسم؛

لديهم تأثير مضاد للميكروبات ومضاد للالتهابات ومضاد للفطريات.

تقوية جهاز المناعة.

الربو القصبي، والالتهاب الرئوي، وداء العظم الغضروفي، والتهاب المفاصل، وتحصي البول، والتقرحات، والقرحة، والتهاب الجذر، وقضمة الصقيع، وأمراض الجهاز الهضمي - هذه ليست قائمة كاملة من الأمراض التي يتم علاجها باستخدام الآثار الإيجابية للأشعة تحت الحمراء.

تعمل تدفئة المباني السكنية باستخدام أجهزة الأشعة تحت الحمراء على تعزيز تأين الهواء ومحاربة الحساسية وتدمير البكتيريا والفطريات العفنية وتحسين حالة الجلد عن طريق تنشيط الدورة الدموية. عند شراء سخان لا بد من اختيار الأجهزة ذات الموجة الطويلة.

تطبيقات أخرى

لقد وجدت خاصية الأجسام التي تنبعث منها موجات حرارية تطبيقًا في مختلف مجالات النشاط البشري. على سبيل المثال، بمساعدة الكاميرات الحرارية الخاصة القادرة على التقاط الإشعاع الحراري، يمكنك رؤية أي كائنات والتعرف عليها في الظلام المطلق. تُستخدم الكاميرات الحرارية على نطاق واسع في التطبيقات العسكرية والصناعية للكشف عن الأشياء غير المرئية.

في الأرصاد الجوية وعلم التنجيم، تُستخدم الأشعة تحت الحمراء لتحديد المسافات إلى الأشياء والسحب ودرجة حرارة سطح الماء وما إلى ذلك. تتيح التلسكوبات التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء دراسة الأجسام الفضائية التي لا يمكن رؤيتها من خلال الأجهزة التقليدية.

العلم لا يقف ساكناً وعدد أجهزة الأشعة تحت الحمراء ومجالات تطبيقها يتزايد باستمرار.

ضرر

يصدر الإنسان، مثل أي جسم، موجات تحت حمراء متوسطة وطويلة، يتراوح طولها من 2.5 ميكرون إلى 20-25 ميكرون، وبالتالي فإن الموجات بهذا الطول آمنة تمامًا للإنسان. الموجات القصيرة قادرة على اختراق الأنسجة البشرية بعمق، مما يسبب تسخين الأعضاء الداخلية.

الأشعة تحت الحمراء ذات الموجة القصيرة ليست ضارة فحسب، بل إنها خطيرة جدًا أيضًا على البشر، وخاصة على الأعضاء البصرية.

وتحدث ضربة الشمس الناجمة عن الموجات القصيرة عندما ترتفع حرارة الدماغ بمقدار درجة مئوية واحدة فقط. أعراضه هي:

دوخة شديدة

غثيان؛

زيادة معدل ضربات القلب؛

فقدان الوعي.

إن علماء المعادن وعمال الصلب، الذين يتعرضون باستمرار للتأثيرات الحرارية للأشعة تحت الحمراء القصيرة، هم أكثر عرضة من غيرهم للمعاناة من أمراض القلب والأوعية الدموية، ولديهم جهاز مناعة ضعيف، وغالبًا ما يتعرضون لنزلات البرد.

لتجنب الآثار الضارة للأشعة تحت الحمراء، من الضروري اتخاذ تدابير وقائية والحد من الوقت الذي يقضيه تحت الأشعة الخطرة. لكن فوائد الإشعاع الشمسي الحراري للحياة على كوكبنا لا يمكن إنكارها!

الأشعة تحت الحمراء هي أحد أنواع الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي يحد الجزء الأحمر من طيف الضوء المرئي من جهة وأشعة الميكروويف من جهة أخرى. الطول الموجي - من 0.74 إلى 1000-2000 ميكرومتر. وتسمى موجات الأشعة تحت الحمراء أيضًا "الحرارة". بناءً على الطول الموجي، يتم تصنيفها إلى ثلاث مجموعات:

الموجة القصيرة (0.74-2.5 ميكرومتر)؛

موجة متوسطة (أطول من 2.5، وأقصر من 50 ميكرومتر)؛

الطول الموجي الطويل (أكثر من 50 ميكرومتر).

مصادر الأشعة تحت الحمراء

على كوكبنا، الأشعة تحت الحمراء ليست غير شائعة بأي حال من الأحوال. تقريبا أي حرارة هي تأثير الأشعة تحت الحمراء. لا يهم ما هو: ضوء الشمس، أو دفء أجسادنا، أو الحرارة المنبعثة من أجهزة التدفئة.

الجزء تحت الأحمر من الإشعاع الكهرومغناطيسي لا يسخن الفضاء، بل الجسم نفسه. وعلى هذا المبدأ يتم بناء عمل مصابيح الأشعة تحت الحمراء. وتقوم الشمس بتسخين الأرض بطريقة مماثلة.

التأثير على الكائنات الحية

وفي الوقت الحالي لا يعرف العلم أي حقائق مؤكدة حول التأثيرات السلبية للأشعة تحت الحمراء على جسم الإنسان. ما لم يتضرر الغشاء المخاطي للعين بسبب الإشعاع الشديد.

لكن يمكننا التحدث عن الفوائد لفترة طويلة جدًا. في عام 1996، أكد علماء من الولايات المتحدة واليابان وهولندا عددا من الحقائق الطبية الإيجابية. الإشعاع الحراري:

يدمر بعض أنواع فيروس التهاب الكبد.

يمنع ويبطئ نمو الخلايا السرطانية.

لديه القدرة على تحييد المجالات الكهرومغناطيسية الضارة والإشعاع. بما في ذلك المشعة؛

يساعد مرضى السكر على إنتاج الأنسولين.

يمكن أن يساعد في الحثل.

تحسين حالة الجسم مع الصدفية.

عندما تشعر بالتحسن، تبدأ أعضائك الداخلية في العمل بكفاءة أكبر. تزداد تغذية العضلات، وتزداد قوة جهاز المناعة بشكل ملحوظ. ومن المعروف أنه في غياب الأشعة تحت الحمراء، يشيخ الجسم بشكل أسرع بشكل ملحوظ.

تسمى الأشعة تحت الحمراء أيضًا "أشعة الحياة". وتحت تأثيرهم بدأت الحياة.

استخدام الأشعة تحت الحمراء في حياة الإنسان

يتم استخدام ضوء الأشعة تحت الحمراء على نطاق لا يقل عن انتشاره. ربما سيكون من الصعب جدًا العثور على مجال واحد على الأقل من الاقتصاد الوطني حيث لم يتم تطبيق جزء الأشعة تحت الحمراء من الموجات الكهرومغناطيسية. ندرج أشهر مجالات التطبيق:

الحرب. إن الرؤوس الحربية الصاروخية الموجهة أو أجهزة الرؤية الليلية كلها نتيجة لاستخدام الأشعة تحت الحمراء؛

يستخدم التصوير الحراري على نطاق واسع في العلوم لتحديد الأجزاء المحمومة أو شديدة البرودة من الجسم قيد الدراسة. يُستخدم التصوير بالأشعة تحت الحمراء أيضًا على نطاق واسع في علم الفلك، إلى جانب أنواع أخرى من الموجات الكهرومغناطيسية؛

سخانات منزلية. على عكس المسخنات الحرارية، تستخدم هذه الأجهزة الطاقة الإشعاعية لتسخين جميع الكائنات الموجودة في الغرفة. علاوة على ذلك، تطلق العناصر الداخلية الحرارة إلى الهواء المحيط؛

نقل البيانات والتحكم عن بعد. نعم، جميع أجهزة التحكم عن بعد الخاصة بأجهزة التلفاز والمسجلات ومكيفات الهواء تستخدم الأشعة تحت الحمراء؛

التطهير في صناعة المواد الغذائية

الدواء. العلاج والوقاية من العديد من أنواع الأمراض المختلفة.

الأشعة تحت الحمراء هي جزء صغير نسبيا من الإشعاع الكهرومغناطيسي. كونها وسيلة طبيعية لنقل الحرارة، لا يمكن لأي عملية حياة على كوكبنا الاستغناء عنها.