Infrarød stråling, dens egenskaber og anvendelser. Historien om videnskaben om infrarød stråling

Lys er nøglen til eksistensen af levende organismer på Jorden. Der er et stort antal processer, der kan opstå på grund af eksponering for infrarød stråling. Derudover bruges det til medicinske formål. Siden det tyvende århundrede er lysterapi blevet en væsentlig del af traditionel medicin.

Egenskaber ved stråling

Fototerapi er et særligt afsnit i fysioterapi, der studerer lysbølgernes virkninger på den menneskelige krop. Det blev bemærket, at bølgerne har forskellige rækkevidde, så de har forskellige virkninger på den menneskelige krop. Det er vigtigt at bemærke, at stråling har den største indtrængningsdybde. Hvad angår overfladeeffekten, har ultraviolet det.

Det infrarøde spektrum (strålingsspektrum) har en tilsvarende bølgelængde, nemlig 780 nm. op til 10.000 nm. Hvad angår fysioterapi, bruges en bølgelængde, der spænder i spektret fra 780 nm, til at behandle en person. op til 1400 nm. Denne række af infrarød stråling anses for normal til terapi. Med enkle ord bruges den passende bølgelængde, nemlig en kortere, der er i stand til at trænge tre centimeter ind i huden. Derudover tages der hensyn til kvantets særlige energi og strålingsfrekvensen.

Ifølge mange undersøgelser har det vist sig, at lys, radiobølger og infrarøde stråler har samme natur, da de er typer af elektromagnetiske bølger, der omgiver mennesker overalt. Sådanne bølger driver fjernsyn, mobiltelefoner og radioer. Med enkle ord tillader bølger en person at se verden omkring ham.

Det infrarøde spektrum har en tilsvarende frekvens, hvis bølgelængde er 7-14 mikron, hvilket har en unik effekt på menneskekroppen. Denne del af spektret svarer til stråling fra den menneskelige krop.

Hvad angår kvanteobjekter, har molekyler ikke evnen til at vibrere vilkårligt. Hvert kvantemolekyle har et bestemt kompleks af energi og strålingsfrekvenser, der lagres i vibrationsøjeblikket. Det er dog værd at overveje, at luftmolekyler er udstyret med en bred vifte af sådanne frekvenser, så atmosfæren er i stand til at absorbere stråling i en række forskellige spektre.

Strålingskilder

Solen er hovedkilden til IR.

Takket være det kan genstande opvarmes til en bestemt temperatur. Som et resultat udsendes termisk energi i spektret af disse bølger. Energien når så genstandene. Processen med at overføre termisk energi udføres fra objekter med en høj temperatur til en lavere. I denne situation har objekter forskellige udstrålingsegenskaber, der afhænger af flere legemer.

Kilder til infrarød stråling er til stede overalt, udstyret med elementer som LED'er. Alle moderne tv er udstyret med fjernbetjeninger, da de fungerer i den passende frekvens af det infrarøde spektrum. De indeholder LED'er. Forskellige kilder til infrarød stråling kan ses i industriel produktion, for eksempel: ved tørring af malings- og lakoverflader.

Den mest slående repræsentant for en kunstig kilde i Rusland var russiske komfurer. Næsten alle mennesker har oplevet indflydelsen fra en sådan komfur og også værdsat dens fordele. Derfor kan en sådan stråling mærkes fra en opvarmet komfur eller radiator. I øjeblikket er infrarøde varmeapparater meget populære. De har en liste over fordele i forhold til konvektionsmuligheden, da de er mere økonomiske.

Koefficientværdi

Der er flere typer koefficienter i det infrarøde spektrum, nemlig:

stråling;
refleksionskoefficient;
gennemstrømningsfaktor.

Så emissivitet er objekters evne til at udsende strålingsfrekvens såvel som kvanteenergi. Kan variere alt efter materialet og dets egenskaber samt temperatur. Koefficienten har sådan en maksimal helbredelse = 1, men i en virkelig situation er den altid mindre. Hvad angår lav emissionsevne, er den udstyret med elementer, der har en skinnende overflade, såvel som metaller. Koefficienten afhænger af temperaturindikatorer.

Refleksionskoefficienten viser materialers evne til at afspejle undersøgelsesfrekvensen. Afhænger af typen af materialer, egenskaber og temperaturindikatorer. Refleksion opstår hovedsageligt på polerede og glatte overflader.

Transmittans viser objekters evne til at transmittere frekvensen af infrarød stråling gennem sig selv. Denne koefficient afhænger direkte af tykkelsen og typen af materiale. Det er vigtigt at bemærke, at de fleste materialer ikke har en sådan koefficient.

Brug i medicin

Infrarød lysbehandling er blevet ret populær i den moderne verden. Brugen af infrarød stråling i medicin skyldes, at teknikken har helbredende egenskaber. Takket være dette er der en gavnlig effekt på den menneskelige krop. Termisk påvirkning danner en krop i væv, regenererer væv og stimulerer reparation, fremskynder fysiske og kemiske reaktioner.

Derudover oplever kroppen betydelige forbedringer, da følgende processer opstår:

acceleration af blodgennemstrømning;
vasodilatation;
produktion af biologisk aktive stoffer;
muskelafslapning;
stor stemning;
behagelig tilstand;
god drøm;
nedsat blodtryk;
afhjælpning af fysisk, psyko-emotionel stress mv.

Den synlige effekt af behandlingen sker inden for flere procedurer. Ud over de nævnte funktioner har det infrarøde spektrum en anti-inflammatorisk effekt på menneskekroppen, hjælper med at bekæmpe infektioner, stimulerer og styrker immunsystemet.

Sådan terapi i medicin har følgende egenskaber:

biostimulerende;
anti-inflammatorisk;
afgiftning;
forbedret blodgennemstrømning;
opvågning af kroppens sekundære funktioner.

Infrarød lysstråling, eller rettere dens behandling, har synlige fordele for den menneskelige krop.

Behandlingsmetoder

Terapi er af to typer, nemlig generel og lokal. Hvad angår lokale effekter, udføres behandlingen på en bestemt del af patientens krop. Under almen terapi er brugen af lysterapi rettet mod hele kroppen.

Proceduren udføres to gange om dagen, sessionsvarigheden varierer fra 15-30 minutter. Det generelle behandlingsforløb indeholder mindst fem til tyve procedurer. Sørg for, at du har infrarød beskyttelse til dit ansigt klar. Til øjnene bruges specielle briller, vat- eller papbetræk. Efter sessionen bliver huden dækket af erytem, nemlig rødme med slørede grænser. Erytem forsvinder en time efter indgrebet.

Indikationer og kontraindikationer for behandling

IR har de vigtigste indikationer til brug i medicin:

sygdomme i ENT-organerne;
neuralgi og neuritis;
sygdomme, der påvirker muskuloskeletale systemet;
patologi af øjne og led;
inflammatoriske processer;
sår;
forbrændinger, sår, dermatoser og ar;
bronkial astma;
blærebetændelse;
urolithiasis;
osteochondrose;
cholecystitis uden sten;
gigt;
gastroduodenitis i kronisk form;
lungebetændelse.

Lysbehandling har positive resultater. Ud over sin terapeutiske effekt kan IR være farligt for den menneskelige krop. Dette skyldes det faktum, at der er visse kontraindikationer, som, hvis de ikke overholdes, kan forårsage skade på helbredet.

Hvis du har følgende lidelser, vil en sådan behandling være skadelig:

graviditetsperiode;
blodsygdomme;
individuel intolerance;
kroniske sygdomme i det akutte stadium;
purulente processer;
aktiv tuberkulose;
disposition for blødning;
neoplasmer.

Disse kontraindikationer skal tages i betragtning for ikke at skade dit eget helbred. En for høj strålingsintensitet kan forårsage stor skade.

Hvad angår skaden af IR i medicin og i produktionen, kan der opstå forbrændinger og alvorlig rødme af huden. I nogle tilfælde udviklede folk tumorer i deres ansigter, fordi de blev udsat for denne stråling længe nok. Betydelig skade fra infrarød stråling kan resultere i form af dermatitis, og hedeslag kan også forekomme.

Infrarøde stråler er ret farlige for øjnene, især i området op til 1,5 mikron. Langvarig eksponering forårsager betydelig skade, da fotofobi, grå stær og synsproblemer opstår. Langvarig eksponering for IR er meget farlig ikke kun for mennesker, men for planter. Ved hjælp af optiske instrumenter kan du prøve at rette dit synsproblem.

Påvirkning af planter

Alle ved, at IR'er har en gavnlig effekt på planters vækst og udvikling. For eksempel, hvis du udstyrer et drivhus med en infrarød varmeovn, kan du se et fantastisk resultat. Opvarmning udføres i det infrarøde spektrum, hvor en vis frekvens observeres, og bølgen er lig med 50.000 nm. op til 2.000.000 nm.

Der er ret interessante fakta, ifølge hvilke du kan finde ud af, at alle planter og levende organismer er påvirket af sollys. Stråling fra solen har et specifikt område bestående af 290 nm. – 3000 nm. Med enkle ord spiller strålende energi en vigtig rolle i enhver plantes liv.

I betragtning af interessante og pædagogiske fakta kan det fastslås, at planter har brug for lys og solenergi, da de er ansvarlige for dannelsen af klorofyl og kloroplaster. Lysets hastighed påvirker forlængelse, cellekernedannelse og vækstprocesser, tidspunktet for frugtsætning og blomstring.

Specifikationer for mikrobølgeovn

Husholdningsmikrobølgeovne er udstyret med mikrobølger, der er lidt lavere end gammastråler og røntgenstråler. Sådanne ovne kan fremkalde en ioniserende effekt, som udgør en fare for menneskers sundhed. Mikrobølger er placeret i mellemrummet mellem infrarøde og radiobølger, så sådanne ovne kan ikke ionisere molekyler og atomer. Mikrobølgeovne, der fungerer, påvirker ikke mennesker, da de optages i mad og genererer varme.

Mikrobølgeovne kan ikke udsende radioaktive partikler, derfor har de ingen radioaktiv effekt på fødevarer og levende organismer. Derfor skal du ikke bekymre dig om, at mikrobølgeovne kan skade dit helbred!

INTRODUKTION

Ufuldkommenheden i ens egen natur, kompenseret af intellektets fleksibilitet, skubbede konstant en person til at søge. Ønsket om at flyve som en fugl, svømme som en fisk, eller for eksempel se om natten som en kat, gik i opfyldelse, efterhånden som den nødvendige viden og teknologi blev opnået. Videnskabelig forskning blev ofte ansporet af behovene for militær aktivitet, og resultaterne blev bestemt af det eksisterende teknologiske niveau.

Udvidelse af synsvidden til at visualisere information, der er utilgængelig for øjet, er en af de sværeste opgaver, da det kræver seriøs videnskabelig uddannelse og et betydeligt teknisk og økonomisk grundlag. De første vellykkede resultater i denne retning blev opnået i 30'erne af det 20. århundrede. Problemet med observation under dårlige lysforhold blev særligt påtrængende under Anden Verdenskrig.

Naturligvis har indsatsen i denne retning ført til fremskridt inden for videnskabelig forskning, medicin, kommunikationsteknologi og andre områder.

INFRARØD STRÅLINGS FYSIK

Infrarød stråling- elektromagnetisk stråling, der optager det spektrale område mellem den røde ende af synligt lys (med bølgelængde (= m) og kortbølget radiostråling (= m). Infrarød stråling blev opdaget i 1800 af den engelske videnskabsmand W. Herschel. 123 år efter opdagelsen af infrarød stråling opnåede den sovjetiske fysiker A.A. Glagoleva-Arkadyeva radiobølger med en bølgelængde på cirka 80 mikron, dvs. placeret i det infrarøde bølgelængdeområde. Dette beviste, at lys, infrarøde stråler og radiobølger er af samme natur, alle disse er blot sorter af almindelige elektromagnetiske bølger.

Infrarød stråling kaldes også "termisk" stråling, da alle legemer, faste og flydende, opvarmet til en vis temperatur udsender energi i det infrarøde spektrum.

KILDER TIL IR-STRÅLING

VIGTIGSTE KILDER TIL IR-STRÅLING AF NOGLE OBJEKTER

Infrarød stråling fra ballistiske missiler og rumobjekter

Infrarød stråling fra fly

Infrarød stråling fra overfladeskibe

Marcherende fakkel

motor, som er en strøm af brændende gasser, der transporterer suspenderede faste partikler af aske og sod, der dannes under forbrændingen af raketbrændstof.

Raket krop.

Jorden, som reflekterer en del af solens stråler, der falder på den.

Jorden selv.

Stråling reflekteret fra flyskroget af et fly fra Solen, Jorden, Månen og andre kilder.

Intern termisk stråling af forlængerrøret og dysen på en turbojetmotor eller udstødningsrør fra stempelmotorer.

Egen termisk stråling af udstødningsgasstrålen.

Intern termisk stråling fra flyets hud, som følge af aerodynamisk opvarmning under flyvning ved høje hastigheder.

Skorstenshus.

Udstødning

skorstenshul

GRUNDLÆGGENDE EGENSKABER FOR IR-STRÅLING

1. Passerer gennem nogle uigennemsigtige kroppe, også gennem regn,

dis, sne.

2. Frembringer en kemisk effekt på fotografiske plader.

3. Absorberet af et stof opvarmer det.

4. Forårsager en intern fotoelektrisk effekt i germanium.

5. Usynlig.

6. I stand til interferens og diffraktionsfænomener.

7. Registreret ved termiske metoder, fotoelektriske og

fotografisk.

KARAKTERISTIKA FOR IR-STRÅLING

Egen reflekteret Svækkelse Fysisk

termiske objekter IR IR-stråling har IR

strålingsstråling i atmosfærens strålingsbaggrunde

Egenskaber	Grundlæggende begreber
Egen termisk stråling af opvarmede legemer	Det grundlæggende koncept er en helt sort krop. Et absolut sort legeme er et legeme, der absorberer al stråling, der falder ind på det ved enhver bølgelængde. Sort krops strålingsintensitetsfordeling (Plancks s/n): hvor er den spektrale lysstyrke af stråling ved temperatur T, er bølgelængden i mikron, C1 og C2 er konstante koefficienter: C1 = 1,19Wµmcmsr, C2=1,44µm°. Maksimal bølgelængde (Wiens lov): , hvor T er den absolutte kropstemperatur. Integral strålingstæthed - Stefan - Boltzmann lov:
IR-stråling reflekteret af genstande	Den maksimale solstråling, som bestemmer den reflekterede komponent, svarer til bølgelængder kortere end 0,75 mikron, og 98 % af den samlede solstrålingsenergi falder i spektralområdet op til 3 mikron. Denne bølgelængde anses ofte for at være den grænsebølgelængde, der adskiller de reflekterede (sol) og iboende komponenter af IR-stråling fra objekter. Derfor kan det accepteres, at i den nære del af IR-spektret (op til 3 μm) er den reflekterede komponent afgørende, og fordelingen af udstråling over objekter afhænger af fordelingen af reflektans og irradians. For den fjerneste del af IR-spektret er den afgørende faktor objekternes egen stråling, og fordelingen af emissivitet over deres område afhænger af fordelingen af emissivitetskoefficienter og temperatur. I mellembølgedelen af IR-spektret skal alle fire parametre tages i betragtning.
Dæmpning af IR-stråling i atmosfæren	I IR-bølgelængdeområdet er der flere vinduer med gennemsigtighed, og afhængigheden af atmosfærisk transmission af bølgelængde har en meget kompleks form. Dæmpningen af IR-stråling bestemmes af absorptionsbåndene af vanddamp- og gaskomponenter, hovedsageligt kuldioxid og ozon, samt strålingsspredningsfænomener. Se figur "Absorption af IR-stråling".
Fysiske træk ved IR-baggrundsstråling	IR-stråling har to komponenter: sin egen termiske stråling og reflekteret (spredt) stråling fra Solen og andre eksterne kilder. I bølgelængdeområdet kortere end 3 mikron dominerer reflekteret og spredt solstråling. I dette bølgelængdeområde kan den iboende termiske stråling af baggrundene som regel negligeres. Tværtimod, i bølgelængdeområdet større end 4 μm, dominerer baggrundens iboende termiske stråling, og reflekteret (spredt) solstråling kan negligeres. Bølgelængdeområdet på 3-4 mikron er så at sige overgangsbestemt. I dette område er der et udtalt minimum i lysstyrken af baggrundsformationer.

ABSORPTION AF IR STRÅLING

Transmissionsspektrum for atmosfæren i det nære og mellem-infrarøde område (1,2-40 μm) ved havoverfladen (nedre kurve i graferne) og i en højde på 4000 m (øverste kurve); i submillimeterområdet (300-500 mikron) når strålingen ikke jordens overflade.

PÅVIRKNING PÅ MENNESKER

Siden oldtiden har folk været udmærket klar over den gavnlige kraft af varme eller, i videnskabelige termer, infrarød stråling.

I det infrarøde spektrum er der et område med bølgelængder fra cirka 7 til 14 mikron (den såkaldte langbølgedel af det infrarøde område), som har en helt unik gavnlig effekt på menneskekroppen. Denne del af den infrarøde stråling svarer til strålingen fra den menneskelige krop selv, med et maksimum ved en bølgelængde på omkring 10 mikron. Derfor opfatter vores krop enhver ekstern stråling med sådanne bølgelængder som "vores egen". Den mest berømte naturlige kilde til infrarøde stråler på vores Jord er Solen, og den mest berømte kunstige kilde til langbølgede infrarøde stråler i Rusland er den russiske komfur, og hver person har helt sikkert oplevet deres gavnlige virkninger. Madlavning med infrarøde bølger gør maden særlig velsmagende, bevarer vitaminer og mineraler og har intet at gøre med mikrobølgeovne.

Ved at påvirke den menneskelige krop i den langbølgede del af det infrarøde område, er det muligt at opnå et fænomen kaldet "resonansabsorption", hvor ekstern energi vil blive aktivt absorberet af kroppen. Som et resultat af denne effekt øges den potentielle energi i kropscellen, og ubundet vand forlader den, aktiviteten af specifikke cellulære strukturer øges, niveauet af immunoglobuliner stiger, aktiviteten af enzymer og østrogener øges, og andre biokemiske reaktioner forekommer. Dette gælder for alle typer kropsceller og blod.

FUNKTIONER AF BILLEDER AF OBJEKTER I IR Rækkevidden

Infrarøde billeder har en fordeling af kontraster mellem kendte objekter, som er usædvanlig for iagttageren på grund af en anderledes fordeling af de optiske egenskaber af objektoverflader i IR-området sammenlignet med den synlige del af spektret. IR-stråling gør det muligt at detektere objekter i IR-billeder, som ikke er mærkbare på almindelige fotografier. Det er muligt at identificere områder med beskadigede træer og buske, samt afsløre beviser for brugen af nyskåret vegetation til at camouflere genstande. Den forskellige transmission af toner i billeder førte til skabelsen af den såkaldte multispektrale optagelse, hvor den samme del af objektplanet samtidig fotograferes i forskellige zoner af spektret af et multispektralt kamera.

Et andet træk ved IR-billeder, karakteristisk for varmekort, er, at udover reflekteret stråling deltager deres egen stråling også i deres dannelse, og i nogle tilfælde kun denne alene. Iboende stråling bestemmes af emissiviteten af genstandes overflader og deres temperatur. Dette gør det muligt at identificere opvarmede overflader eller områder heraf på varmekort, som er fuldstændig uopdagelige på fotografier, og at bruge termiske billeder som en kilde til information om et objekts temperaturtilstand.

IR-billeder gør det muligt at få information om genstande, der ikke længere er til stede på optagelsestidspunktet. For eksempel, på overfladen af stedet, hvor et fly er parkeret, bevares dets termiske portræt i nogen tid, som kan optages på et IR-billede.

Det fjerde træk ved varmekort er evnen til at registrere objekter både i fravær af indfaldende stråling og i fravær af temperaturændringer; kun på grund af forskelle i emissiviteten af deres overflader. Denne egenskab gør det muligt at observere objekter i fuldstændig mørke og under forhold, hvor temperaturforskelle er udjævnet til et punkt, hvor de ikke kan mærkes. Under sådanne forhold er umalede metaloverflader med lav emissivitet især tydeligt synlige på baggrund af ikke-metalliske genstande, der ser lettere ud ("mørke"), selvom deres temperaturer er de samme.

Et andet træk ved varmekort er forbundet med dynamikken i termiske processer, der finder sted i løbet af dagen.På grund af den naturlige daglige variation af temperaturer deltager alle objekter på jordens overflade i en konstant forekommende varmeudvekslingsproces. Desuden afhænger temperaturen af hvert legeme af varmeudvekslingsbetingelserne, miljøets fysiske egenskaber, et givet objekts iboende egenskaber (varmekapacitet, termisk ledningsevne) osv. Afhængigt af disse faktorer, temperaturforholdet mellem tilstødende objekter ændringer i løbet af dagen, så varmekort opnået på forskellige tidspunkter, selv fra de samme objekter, adskiller sig fra hinanden.

ANVENDELSE AF INFRARØD STRÅLING

I det enogtyvende århundrede begyndte indførelsen af infrarød stråling i vores liv. Nu bruges det i industri og medicin, i hverdagen og i landbruget. Den er universel og kan bruges til mange forskellige formål. Anvendes i retsmedicin, fysioterapi og i industrien til tørring af malede produkter, bygning af vægge, træ og frugt. Få billeder af genstande i mørke, nattesynsanordninger (natkikkert) og tåge.

Natsynsapparater - en generationshistorie

Nul generation
"Glas lærred"	Tre- og to-elektrodesystemer
	Fotokatode Manchet Fokuseringselektrode
	midten af 30'erne
Philips Technical Center, Holland	I udlandet - Zworykin, Farnsword, Morton og von Ardenne; i USSR - G.A. Grinberg, A.A. Artsimovich
Dette billedforstærkerrør bestod af to glas indlejret inde i hinanden, på hvis flade bund en fotokatode og en phosphor blev påført. Den højspændingsspænding, der påføres disse lag, er skabt et elektrostatisk felt, der giver direkte overførsel af et elektronisk billede fra fotokatoden til en skærm med en fosfor. En sølv-ilt-cæsium-fotokatode, som havde en ret lav følsomhed, selvom den var i drift i området op til 1,1 mikron, blev brugt som et lysfølsomt lag i "Holst-glasset". Derudover havde denne fotokatode et højt støjniveau, som krævede afkøling til minus 40 °C for at eliminere det.	Fremskridt inden for elektronoptik har gjort det muligt at erstatte direkte billedoverførsel ved at fokusere med et elektrostatisk felt. Den største ulempe ved et billedforstærkerrør med elektrostatisk billedoverførsel er det skarpe fald i opløsning fra centrum af synsfeltet til kanterne på grund af misforholdet mellem det krumlinede elektroniske billede med den flade fotokatode og skærmen. For at løse dette problem begyndte de at blive lavet sfæriske, hvilket betydeligt komplicerede designet af linser, der normalt er designet til flade overflader.
Første generation
Flertrins billedforstærkerrør


USSR, M.M. Bootslov af RCA, ITT (USA), Philips (Holland)
Med udgangspunkt i fiberoptiske plader (FOP), som er en pakke af mange lysdioder, blev der udviklet plankonkave linser, som blev installeret i stedet for indgangs- og udgangsvinduerne. Det optiske billede, der projiceres på den flade overflade af VOP'en, transmitteres uden forvrængning til den konkave side, hvilket sikrer parringen af fotokatodens og skærmens flade overflader med et buet elektronisk felt. Som følge af brugen af VOP blev opløsningen den samme i hele synsfeltet som i midten.
Anden generation
Sekundær emissionsforstærker		Pseudo-kikkert
1- fotokatode 3-mikrokanal plade 4 – skærm
		I 70'erne
amerikanske virksomheder		firma "Praxitronic" (Tyskland)
Dette element er en sigte med regelmæssigt adskilte kanaler med en diameter på omkring 10 mikron og en tykkelse på højst 1 mm. Antallet af kanaler er lig med antallet af billedelementer og er af størrelsesordenen 10 6 . Begge overflader af mikrokanalpladen (MCP) er poleret og metalliseret, og en spænding på flere hundrede volt påføres mellem dem. Når elektronen kommer ind i kanalen, oplever den kollisioner med væggen og slår sekundære elektroner ud. I et trækkende elektrisk felt gentages denne proces mange gange, hvilket gør det muligt at opnå forstærkningen af NxlO 4 gange. For at opnå MCP-kanaler anvendes optisk fiber af forskellig kemisk sammensætning.		Billedforstærkerrør med MCP'er af biplanart design blev udviklet, det vil sige uden en elektrostatisk linse, en slags teknologisk tilbagevenden til direkte billedoverførsel, som i "Holst-glasset". De resulterende miniature billedforstærkerrør gjorde det muligt at udvikle nattesynsbriller (NVG'er) af et pseudo-kikkertsystem, hvor billedet fra et billedforstærkerrør opdeles i to okularer ved hjælp af et stråleopdelingsprisme. Billedrotationen her udføres i ekstra minilinser.
Tredje generation
Billedforstærkerrør P + og SUPER II +
startede i 70'erne til i dag
mest amerikanske virksomheder
Langsigtet videnskabelig udvikling og kompleks fremstillingsteknologi, som bestemmer de høje omkostninger ved tredje generations billedforstærkerrør, kompenseres af fotokatodens ekstremt høje følsomhed. Den integrerede følsomhed af nogle prøver når 2000 mA/W, kvanteudbyttet (forholdet mellem antallet af udsendte elektroner og antallet af kvanter med en bølgelængde i området med maksimal følsomhed, der falder ind på fotokatoden) overstiger 30%! Levetiden for sådanne billedforstærkerrør er omkring 3.000 timer, prisen er fra $600 til $900, afhængigt af designet.

VIGTIGSTE KARAKTERISTIKA FOR EOF

Generationer af billedforstærkere		Foto katode type	Integral følsomhed,	Følsomhed på bølgelængder 830-850	Gevinst,	Ledig rækkevidde anerkendelse menneskelige figurer i betingelser for naturligt natlys, m
	"Glas lærred"			ca. 1, IR-belysning
				kun under måneskin eller IR-lys
				kun under måneskin eller IR-lys






	Super II+ eller II++

Infrarød stråling er elektromagnetisk stråling i bølgelængdeområdet fra hjemmet m. Enhver krop (gasformig, flydende, fast) med en temperatur over det absolutte nulpunkt (-273°C) kan betragtes som en kilde til infrarød (IR) stråling. Den menneskelige visuelle analysator opfatter ikke stråler i det infrarøde område. Derfor opnås artsspecifikke afmaskningsfunktioner i dette område ved hjælp af specielle enheder (nattesyn, termiske kameraer), der har dårligere opløsning end det menneskelige øje. Generelt omfatter afmaskeringsegenskaberne for et objekt i IR-området følgende: 1) geometriske karakteristika for objektets udseende (form, dimensioner, overfladedetaljer); 2) overfladetemperatur. Infrarøde stråler er absolut sikre for den menneskelige krop, i modsætning til røntgenstråler, ultraviolette stråler eller mikrobølgestråler. Der er intet område, hvor den naturlige metode til varmeoverførsel ikke ville være nyttig. Alle ved jo, at mennesket ikke kan blive klogere end naturen, vi kan kun efterligne den.

BIBLIOGRAFI

1. Kurbatov L.N. En kort oversigt over historien om udviklingen af nattesynsenheder baseret på elektroniske optiske omformere og billedforstærkere // Issue. Forsvar Teknikere. Ser. 11. - 1994

2. Koshchavtsev N.F., Volkov V.G. Nattesynsenheder // Problem. Forsvar Teknikere. Ser. S. - 1993 - Udgave. 3 (138).

3. Lecomte J., Infrarød stråling. M.: 2002. 410 s.

4. Menshakov Yu.K., M51 Beskyttelse af genstande og information fra tekniske rekognosceringsmidler. M.: Russisk. Stat Humanitær. U-t, 2002. 399 s.

Infrarød stråling er den del af solstrålingsspektret, der støder direkte op til den røde del af det synlige spektrum. Det menneskelige øje er ikke i stand til at se i dette område af spektret, men vi kan mærke denne stråling som varme.

Infrarød stråling har to vigtige egenskaber: bølgelængden (frekvensen) af strålingen og intensiteten af strålingen. Afhængigt af bølgelængden skelnes der mellem tre områder med infrarød stråling: nær (0,75-1,5 mikrometer), mellem (1,5 - 5,6 mikron) og fjern (5,6-100 mikron). Under hensyntagen til menneskers fysiologiske egenskaber opdeler moderne medicin det infrarøde område af strålingsspektret i 3 områder:

bølgelængde 0,75-1,5 mikron - stråling trænger dybt ind i menneskets hud (IR-A-område);
bølgelængde 1,5-5 mikron - stråling absorberet af hudens epidermis og bindevævslag (IR-B-område);
bølgelængde mere end 5 mikron - stråling absorberet på overfladen af huden (IR-C-område). Desuden observeres den største penetration i området fra 0,75 til 3 mikron, og dette område kaldes det "terapeutiske gennemsigtighedsvindue".

Figur 1 (oprindelig kilde - Journal of Biomedical Optics 12(4), 044012 juli/august 2007) viser absorptionsspektrene for IR-stråling for vand og væv i menneskelige organer afhængigt af bølgelængden. Det bemærkes, at vævet i den menneskelige krop består af 98% vand, og dette faktum forklarer ligheden mellem absorptionsegenskaberne for infrarød stråling i spektralområdet på 1,5-10 mikron.

Hvis vi tager i betragtning, at vandet selv intensivt absorberer IR-stråling i området 1,5-10 mikron med toppe ved bølgelængder på 2,93, 4,7 og 6,2 mikron (Yukhnevich G.V. Infrarød spektroskopi af vand, M, 1973), så er den mest effektive til opvarmning og tørringsprocesser bør betragtes IR-emittere, der udsender i det midterste og fjerne infrarøde spektrum med en maksimal strålingsintensitet i bølgelængdeområdet på 1,5-6,5 μm.

Den samlede mængde energi, der udsendes pr. tidsenhed af en enhed af udstrålende overflade, kaldes emissiviteten af IR-emitteren E, W/m². Strålingsenergien afhænger af bølgelængden λ og temperaturen på den emitterende overflade og er en integreret karakteristik, da den tager højde for strålingsenergien fra bølger af alle længder. Emissivitet relateret til bølgelængdeintervallet dλ kaldes strålingsintensitet I, W/(m²∙μm).

Ved at integrere udtryk (1) kan vi bestemme emissiviteten (specifik integreret strålingsenergi) baseret på det eksperimentelt bestemte strålingsintensitetsspektrum i bølgelængdeområdet fra λ1 til λ2:

Figur 2 viser emissionsintensitetsspektrene for NOMAKON™ IKN-101 IR-emittere, opnået ved forskellige nominelle elektriske effekter af emitteren: 1000 W, 650 W, 400 W og 250 W.

Med en stigning i emitterens effekt og dermed temperaturen på den emitterende overflade, øges strålingens intensitet, og strålingsspektret skifter til kortere bølgelængder (Wiens forskydningslov). I dette tilfælde falder den maksimale strålingsintensitet (85-90% af spektret) i bølgelængdeområdet på 1,5-6 mikron, hvilket svarer til den optimale fysik af den infrarøde opvarmning og tørring i dette tilfælde.

Intensiteten af infrarød stråling og dermed den specifikke strålingsenergi falder med stigende afstand fra strålingskilden. Figur 3 viser kurverne for ændringer i den specifikke strålingsenergi af NOMAKON™ IKN-101 keramiske emittere afhængigt af afstanden mellem den emitterende overflade og målepunktet vinkelret på den emitterende overflade. Målingerne blev udført med et selektivt radiometer i bølgelængdeområdet 1,5-8 μm, efterfulgt af integration af strålingsintensitetsspektrene. Som det kan ses af grafen, falder den specifikke strålingsenergi E, W/m² i omvendt forhold til afstanden L, m til strålingskilden.

Infrarøde (IR) stråler er elektromagnetiske bølger. Det menneskelige øje er ikke i stand til at opfatte denne stråling, men en person opfatter den som termisk energi og føler den i hele huden. Vi er konstant omgivet af kilder til infrarød stråling, som er forskellige i intensitet og bølgelængde.

Skal vi være på vagt over for infrarøde stråler, bringer de skade eller gavn for mennesker, og hvad er deres virkning?

Hvad er IR-stråling og dens kilder?

Som det er kendt, ligger spektret af solstråling, opfattet af det menneskelige øje som synlig farve, mellem violette bølger (den korteste - 0,38 mikron) og rød (den længste - 0,76 mikron). Ud over disse bølger er der elektromagnetiske bølger, der er utilgængelige for det menneskelige øje - ultraviolet og infrarødt. "Ultra" betyder, at de er under eller med andre ord mindre violet stråling. "Infra" er henholdsvis højere eller mere rød stråling.

Det vil sige, at IR-stråling er elektromagnetiske bølger, der ligger uden for det røde farveområde, hvis længde er længere end synlig rød stråling. Mens han studerede elektromagnetisk stråling, opdagede den tyske astronom William Herschel usynlige bølger, der fik temperaturen på termometret til at stige, og kaldte dem infrarød termisk stråling.

Den mest kraftfulde naturlige kilde til termisk stråling er Solen. Af alle de stråler, som stjernen udsender, er 58 % infrarøde. Kunstige kilder er alle elektriske opvarmningsanordninger, der omdanner elektricitet til varme, såvel som alle genstande, hvis temperatur er over det absolutte nulpunkt - 273 ° C.

Egenskaber ved infrarød stråling

IR-stråling har samme natur og egenskaber som almindeligt lys, kun en længere bølgelængde. Lysbølger, der er synlige for øjet, når objekter, reflekteres og brydes på en bestemt måde, og en person ser reflektionen af objektet i en bred vifte af farver. Og infrarøde stråler, når de når et objekt, absorberes af det, frigiver energi og opvarmer objektet. Vi ser ikke infrarød stråling, men vi mærker det som varme.

Med andre ord, hvis Solen ikke udsendte et bredt spektrum af langbølgede infrarøde stråler, ville en person kun se sollys, men ikke føle dets varme.

Det er svært at forestille sig livet på Jorden uden solvarme.

Noget af det absorberes af atmosfæren, og bølgerne, der når os, er opdelt i:

Kort - længden ligger i området 0,74 mikron - 2,5 mikron, og de udsendes af genstande opvarmet til en temperatur på mere end 800 ° C;

Medium – fra 2,5 mikron til 50 mikron, opvarmningstemperatur fra 300 til 600°C;

Lang – det bredeste område fra 50 mikron til 2000 mikron (2 mm), t op til 300°C.

Egenskaberne ved infrarød stråling, dens fordele og skader på den menneskelige krop, bestemmes af strålingskilden - jo højere temperaturen på emitteren er, jo mere intense er bølgerne og jo dybere deres gennemtrængende evne, graden af indvirkning på ethvert levende organismer. Undersøgelser udført på cellulært materiale fra planter og dyr har opdaget en række nyttige egenskaber ved infrarøde stråler, som har fundet bred anvendelse i medicin.

Fordelene ved infrarød stråling for mennesker, anvendelse i medicin

Medicinsk forskning har bevist, at langtrækkende infrarøde stråler ikke kun er sikre for mennesker, men også meget nyttige. De aktiverer blodgennemstrømningen og forbedrer metaboliske processer, undertrykker udviklingen af bakterier og fremmer hurtig heling af sår efter kirurgiske indgreb. De fremmer udviklingen af immunitet mod giftige kemikalier og gammastråling, stimulerer elimineringen af toksiner og affald gennem sved og urin og sænker kolesterol.

Særligt effektive er stråler med en længde på 9,6 mikron, som fremmer regenerering (genopretning) og heling af organer og systemer i den menneskelige krop.

I umindelige tider har folkemedicinen brugt behandling med opvarmet ler, sand eller salt - disse er levende eksempler på de gavnlige virkninger af termiske infrarøde stråler på mennesker.

Moderne medicin har lært at bruge gavnlige egenskaber til at behandle en række sygdomme:

Ved hjælp af infrarød stråling kan du behandle knoglebrud, patologiske ændringer i led og lindre muskelsmerter;

IR-stråler har en positiv effekt i behandlingen af lammede patienter;

Hurtigt helbrede sår (postoperative og andre), lindre smerter;

Ved at stimulere blodcirkulationen hjælper de med at normalisere blodtrykket;

Forbedrer blodcirkulationen i hjernen og hukommelsen;

Fjern tungmetalsalte fra kroppen;

De har en udtalt antimikrobiel, anti-inflammatorisk og svampedræbende virkning;

Styrk immunforsvaret.

Bronkial astma, lungebetændelse, osteochondrose, arthritis, urolithiasis, liggesår, sår, radiculitis, forfrysninger, sygdomme i fordøjelsessystemet - dette er ikke en komplet liste over patologier til behandling af hvilke de positive virkninger af infrarød stråling bruges.

Opvarmning af boliger ved hjælp af infrarøde strålingsenheder fremmer luftionisering, bekæmper allergier, ødelægger bakterier, skimmelsvampe og forbedrer hudens tilstand ved at aktivere blodcirkulationen. Når du køber en varmelegeme, er det bydende nødvendigt at vælge langbølgede enheder.

Andre applikationer

Egenskaben ved genstande til at udsende varmebølger har fundet anvendelse i forskellige områder af menneskelig aktivitet. For eksempel kan du ved hjælp af specielle termografiske kameraer, der er i stand til at fange termisk stråling, se og genkende alle objekter i absolut mørke. Termografiske kameraer er meget brugt i militære og industrielle applikationer til at detektere usynlige genstande.

I meteorologi og astrologi bruges infrarøde stråler til at bestemme afstande til objekter, skyer, vandoverfladetemperatur osv. Infrarøde teleskoper gør det muligt at studere rumobjekter, der er utilgængelige for syn, gennem konventionelle instrumenter.

Videnskaben står ikke stille, og antallet af IR-enheder og anvendelsesområder vokser konstant.

Skade

En person, som enhver krop, udsender mellemlange og lange infrarøde bølger, som varierer fra 2,5 mikron til 20-25 mikron i længden, derfor er bølger af denne længde fuldstændig sikre for mennesker. Korte bølger er i stand til at trænge dybt ind i menneskeligt væv, hvilket forårsager opvarmning af indre organer.

Kortbølget infrarød stråling er ikke kun skadelig, men også meget farlig for mennesker, især for synsorganerne.

Solvarmeslag, fremkaldt af korte bølger, opstår, når hjernen kun opvarmes med 1C. Dens symptomer er:

Svær svimmelhed;

Kvalme;

Øget hjertefrekvens;

Tab af bevidsthed.

Metallurger og stålarbejdere, der konstant udsættes for de termiske virkninger af korte infrarøde stråler, er mere tilbøjelige end andre til at lide af sygdomme i det kardiovaskulære system, har et svækket immunsystem og er oftere udsat for forkølelse.

For at undgå de skadelige virkninger af infrarød stråling er det nødvendigt at træffe beskyttelsesforanstaltninger og begrænse den tid, der bruges under farlige stråler. Men fordelene ved termisk solstråling for livet på vores planet er ubestridelige!

Infrarød stråling er en af de typer elektromagnetisk stråling, der grænser op til den røde del af spektret af synligt lys på den ene side og mikrobølger på den anden. Bølgelængde - fra 0,74 til 1000-2000 mikrometer. Infrarøde bølger kaldes også "varme". Baseret på bølgelængden er de klassificeret i tre grupper:

kortbølge (0,74-2,5 mikrometer);

mellembølge (længere end 2,5, kortere end 50 mikrometer);

lang bølgelængde (mere end 50 mikrometer).

Infrarøde strålingskilder

På vores planet er infrarød stråling på ingen måde ualmindeligt. Næsten enhver varme er effekten af infrarøde stråler. Det er ligegyldigt, hvad det er: sollys, varmen fra vores kroppe eller varmen, der kommer fra varmeapparater.

Den infrarøde del af elektromagnetisk stråling opvarmer ikke rummet, men selve objektet. Det er på dette princip, at arbejdet med infrarøde lamper er bygget. Og Solen opvarmer Jorden på lignende måde.

Effekt på levende organismer

I øjeblikket kender videnskaben ingen bekræftede fakta om de negative virkninger af infrarøde stråler på den menneskelige krop. Med mindre øjnenes slimhinde kan blive beskadiget på grund af for intens stråling.

Men vi kan tale om fordelene i meget lang tid. Tilbage i 1996 bekræftede forskere fra USA, Japan og Holland en række positive medicinske fakta. Termisk stråling:

ødelægger nogle typer af hepatitisvirus;

undertrykker og bremser væksten af kræftceller;

har evnen til at neutralisere skadelige elektromagnetiske felter og stråling. Herunder radioaktive;

hjælper diabetikere med at producere insulin;

kan hjælpe med dystrofi;

forbedring af kroppens tilstand med psoriasis.

Efterhånden som du har det bedre, begynder dine indre organer at arbejde mere effektivt. Ernæringen af musklerne øges, og immunsystemets styrke øges markant. Det er et kendt faktum, at i fravær af infrarød stråling, ældes kroppen mærkbart hurtigere.

Infrarøde stråler kaldes også "livets stråler". Det var under deres indflydelse, at livet begyndte.

Brugen af infrarøde stråler i menneskelivet

Infrarødt lys bruges ikke mindre udbredt, end det er udbredt. Det vil sandsynligvis være meget vanskeligt at finde mindst ét område af den nationale økonomi, hvor den infrarøde del af elektromagnetiske bølger ikke har fundet anvendelse. Vi lister de mest berømte anvendelsesområder:

krigsførelse. Homing missilsprænghoveder eller nattesynsanordninger er alle resultatet af brugen af infrarød stråling;

termografi bruges i vid udstrækning i videnskaben til at bestemme overophedede eller underafkølede dele af et objekt, der undersøges. Infrarød billeddannelse er også meget brugt i astronomi, sammen med andre typer elektromagnetiske bølger;

husholdningsvarmere. I modsætning til konvektorer bruger sådanne enheder stråleenergi til at opvarme alle genstande i rummet. Og så videre afgiver interiørartikler varme til den omgivende luft;

datatransmission og fjernbetjening. Ja, alle fjernbetjeninger til tv, båndoptagere og klimaanlæg bruger infrarøde stråler;

desinfektion i fødevareindustrien

medicin. Behandling og forebyggelse af mange forskellige typer sygdomme.

Infrarøde stråler er en relativt lille del af elektromagnetisk stråling. Da det er en naturlig måde at overføre varme på, kan ikke en eneste livsproces på vores planet undvære det.