Jinsi ya kupokea mionzi ya infrared. Masafa ya infrared

Mionzi ya infrared (IR listen)) ni mionzi ya sumakuumeme yenye urefu wa mawimbi ya mawimbi kuliko mwanga unaoonekana, unaoenea kutoka mwisho mwekundu wa kawaida wa wigo unaoonekana kwa 0.74 μm (micron) hadi 300 μm. Aina hii ya urefu wa mawimbi inalingana na masafa ya takriban 1 hadi 400 THz, na inajumuisha mionzi mingi ya joto inayotolewa na vitu karibu na joto la kawaida. Mionzi ya infrared hutolewa au kufyonzwa na molekuli zinapobadilisha mienendo yao ya mzunguko-mtetemo. Uwepo wa mionzi ya infrared iligunduliwa kwa mara ya kwanza mnamo 1800 na mwanaanga William Herschel.

Nishati nyingi kutoka kwa Jua hufika Duniani kwa njia ya mionzi ya infrared. Mwangaza wa jua katika kilele chake hutoa mwangaza wa zaidi ya kilowati 1 kwa kila mita ya mraba juu ya usawa wa bahari. Kati ya nishati hii, watts 527 ni mionzi ya infrared, watts 445 ni mwanga unaoonekana, na watts 32 ni mionzi ya ultraviolet.

Mwanga wa infrared hutumiwa katika matumizi ya viwanda, kisayansi na matibabu. Vifaa vya kuona usiku hutumia mwanga wa infrared ili kuruhusu watu kuchunguza wanyama ambao hawawezi kuonekana katika giza. Katika unajimu, taswira ya infrared hufanya iwezekane kutazama vitu vilivyofichwa na vumbi la nyota. Kamera za infrared hutumiwa kuchunguza kupoteza joto katika mifumo ya pekee, kuchunguza mabadiliko katika mtiririko wa damu kwenye ngozi, na kuchunguza overheating ya vifaa vya umeme.

Ulinganisho mwepesi
Jina	Urefu wa mawimbi	Mzunguko Hz)	Nishati ya fotoni (eV)
Mionzi ya Gamma	chini ya 0.01 nm	zaidi ya 10 EHZ	KeV 124 - 300 + GeV
X-rays	0.01 nm hadi 10 nm		124 eV hadi 124 keV
Mionzi ya ultraviolet	10 nm - 380 nm	30 PHZ - 790 THz	3.3 eV hadi 124 eV
Nuru inayoonekana	380 nm - 750 nm	790 THz - 405 THz	1.7 eV - 3.3 eV
Mionzi ya infrared	750 nm - 1 mm	405 THz - 300 GHz	1.24 meV - 1.7 eV
Microwave	1 mm - 1 mita	300 GHz - 300 MHz	1.24 µeV - 1.24 meV
	1 mm - 100 km	300 GHz - 3 Hz	12.4 feV - 1.24 meV

Upigaji picha wa infrared hutumiwa sana kwa madhumuni ya kijeshi na kiraia. Maombi ya kijeshi ni pamoja na ufuatiliaji, ufuatiliaji wa usiku, ulengaji na ufuatiliaji. Maombi yasiyo ya kijeshi yanajumuisha uchanganuzi wa ufanisi wa hali ya joto, ufuatiliaji wa mazingira, ukaguzi wa tovuti ya viwanda, utambuzi wa halijoto kwa mbali, mawasiliano ya masafa mafupi ya wireless, spectroscopy na utabiri wa hali ya hewa. Unajimu wa infrared hutumia darubini zenye kihisi ili kupenya maeneo yenye vumbi angani, kama vile mawingu ya molekuli, na kutambua vitu kama vile sayari.

Ingawa eneo la karibu la infrared la wigo (780-1000 nm) limezingatiwa kwa muda mrefu kuwa haliwezekani kwa sababu ya kelele ya rangi ya kuona, hisia za mwanga wa karibu wa infrared zimehifadhiwa kwenye carp na katika aina tatu za baiskeli. Samaki hutumia urefu wa karibu wa infrared kukamata mawindo na kwa uelekeo wa fototaksi wanapoogelea. Infrared ya mawimbi ya karibu inaweza kuwa muhimu kwa samaki katika hali ya mwanga hafifu wakati wa machweo na kwenye sehemu za maji zilizochafuka.

Urekebishaji wa picha

Nuru ya karibu ya infrared, au photomodulation, hutumiwa kutibu vidonda vinavyotokana na chemotherapy pamoja na uponyaji wa jeraha. Kuna idadi ya kazi zinazohusiana na matibabu ya virusi vya herpes. Miradi ya utafiti ni pamoja na kazi ya utafiti wa mfumo mkuu wa neva na athari za matibabu kupitia udhibiti wa cytochromes na oxidases na njia zingine zinazowezekana.

Hatari ya Afya

Mionzi yenye nguvu ya infrared katika sekta fulani na mazingira ya halijoto ya juu inaweza kuwa na madhara kwa macho, na kusababisha uharibifu wa kuona au upofu kwa mtumiaji. Kwa kuwa mionzi haionekani, ni muhimu kuvaa glasi maalum za infrared katika maeneo hayo.

Dunia kama emitter ya infrared

Uso wa Dunia na mawingu huchukua mionzi inayoonekana na isiyoonekana kutoka kwa jua na kurudisha nishati nyingi kama mionzi ya infrared kwenye angahewa. Baadhi ya vitu katika angahewa, hasa matone ya wingu na mvuke wa maji, lakini pia dioksidi kaboni, methane, oksidi ya nitrojeni, hexafluoride ya sulfuri na klorofluorocarbons, huchukua mionzi ya infrared na kuirudisha katika pande zote, ikiwa ni pamoja na kurudi duniani. Kwa hivyo, athari ya chafu huweka anga na uso joto zaidi kuliko kama vifyonzaji vya infrared havikuwepo kwenye anga.

Historia ya sayansi ya mionzi ya infrared

Ugunduzi wa mionzi ya infrared ni sifa kwa William Herschel, mwanaastronomia, mwanzoni mwa karne ya 19. Herschel alichapisha matokeo ya utafiti wake mnamo 1800 mbele ya Jumuiya ya Kifalme ya London. Herschel alitumia mche kurudisha nuru kutoka kwa jua na kugundua mionzi ya infrared, nje ya sehemu nyekundu ya wigo, kupitia ongezeko la joto lililorekodiwa kwenye kipimajoto. Alishangazwa na matokeo na kuyaita "mwale wa joto." Neno "mionzi ya infrared" ilionekana tu mwishoni mwa karne ya 19.

Tarehe zingine muhimu ni pamoja na:

1737: Emilie du Chatelet alitabiri kile kinachojulikana leo kama mionzi ya infrared katika nadharia yake.
1835: Macedonia Meglioni atengeneza thermopile ya kwanza na kigunduzi cha infrared.
1860: Gustav Kirchhoff anaunda nadharia ya mwili mweusi.
1873: Willoughby Smith aligundua photoconductivity ya selenium.
1879: Sheria ya Stefan-Boltzmann iliundwa kwa majaribio, kulingana na ambayo nishati iliyotolewa na mwili mweusi kabisa ni sawia.
Miaka ya 1880 na 1890: Lord Rayleigh na Wilhelm Wien wote wanatatua sehemu ya mtu mweusi ya mlinganyo, lakini masuluhisho yote mawili ni makadirio. Tatizo hili liliitwa "janga la ultraviolet na maafa ya infrared."
1901: Max Planck Max Planck alichapisha mlingano wa mwili mweusi na nadharia. Alitatua shida ya kuhesabu mabadiliko ya nishati inayokubalika.
1905: Albert Einstein anaendeleza nadharia ya athari ya picha, ambayo inafafanua fotoni. Pia William Coblentz katika spectroscopy na radiometry.
1917: Kesi ya Theodore inakuza kihisishi cha salfidi cha thallium; Waingereza hutengeneza kifaa cha kwanza cha kutafuta na kufuatilia kwa infrared katika Vita vya Kwanza vya Dunia na kugundua ndege ndani ya umbali wa kilomita 1.6.
1935: Chumvi ya Kuongoza - Mwongozo wa Mapema wa Kombora katika Vita vya Kidunia vya pili.
1938: Tew Ta alitabiri kuwa athari ya pyroelectric inaweza kutumika kugundua mionzi ya infrared.
1952: N. Wilker agundua antimonidi, misombo ya antimoni yenye metali.
1950: Vyombo vya Paul Cruz na Texas vilitoa picha za infrared za kabla ya 1955.
Miaka ya 1950 na 1960: Ubainifu na mgawanyiko wa radiometriki uliofafanuliwa na Fred Nicodemenas, Robert Clark Jones.
1958: W. D. Lawson (Uanzishwaji wa Rada ya Kifalme huko Malvern) anagundua sifa za ugunduzi wa picha za IR.
1958: Falcon hutengeneza roketi kwa kutumia mionzi ya infrared na kitabu cha kwanza cha kiada kwenye vitambuzi vya infrared kinaonekana na Paul Cruz, et al.
1961: Jay Cooper aligundua utambuzi wa pyroelectric.
1962: Kruse na Rodat kukuza picha za picha; waveform na vipengele vya safu ya mstari vinapatikana.
1964: W. G. Evans anagundua vipokea joto vya infrared kwenye mende.
1965: Mwongozo wa kwanza wa infrared, picha za kwanza za kibiashara za mafuta; Maabara ya maono ya usiku iliundwa katika Jeshi la Merika (sasa maono ya usiku na maabara ya udhibiti wa sensorer za elektroniki.
1970: Willard Boyle na George E. Smith walipendekeza kifaa cha kuunganisha chaji kwa ajili ya simu ya kupiga picha.
1972: Moduli ya kawaida ya programu iliundwa.
1978: Astronomia ya upigaji picha ya infrared ilikuja kwa uzee, ikiwa na uchunguzi uliopangwa, utengenezaji wa antimonidi na picha za picha na vifaa vingine.

Kila siku, kila mtu, kwa njia moja au nyingine, hupata athari za mionzi ya infrared. Inaundwa na vifaa vya umeme, lakini hii sio chanzo pekee. Swali linatokea ikiwa athari yao ya mara kwa mara inaonekana katika mwili wa mwanadamu. Ni muhimu kujua faida na madhara ya mionzi ya infrared ni nini.

Mionzi ya infrared ni nini

Mionzi ya infrared ni aina ya nishati ya joto. Inaitwa vinginevyo "mionzi ya joto". Inazalishwa na taa za incandescent na pia huhesabu karibu nusu ya mionzi yote ya jua. Hii ni mionzi ya sumakuumeme ambayo urefu wake wa mawimbi huanzia mikroni 0.74 hadi mikroni 2000 (ambayo ni 2 mm). Haiwezi kuonekana kwa macho, kuna vifaa maalum vya kuisajili.

Nishati hii huja katika aina kadhaa:

karibu λ = 0.74-2.5 µm;
wastani λ = 2.5-50 µm;
mbali λ = 50-2000 µm.

Sehemu ya mionzi ya infrared ya katikati ya wimbi, yaani kutoka kwa microns 7 hadi 14, ina mali ambayo inaweza kuwa na athari nzuri kwa mwili, kwani urefu huu wa wimbi unafanana na mionzi ya asili ya mwili wa binadamu.

Ushawishi wa mionzi ya infrared kwenye mwili wa binadamu

Matumizi ya makusudi ya mali ya mionzi ya infrared hufaidika mwili wa binadamu. Hapa kuna mifano ya jinsi inavyochangia afya kwa ujumla:

Mionzi husaidia kuharibu bakteria ya pathogenic, na hivyo kusaidia katika vita dhidi ya homa.
Hatua ya mionzi ya infrared huimarisha kinga ya watoto na watu wazima.
Madaktari pia walibainisha faida zao kwa ngozi. Kwa kuongeza mtiririko wa damu, ni rahisi kwa ngozi kupokea vitu muhimu, kwa sababu ambayo inakuwa tone zaidi.
Faida za vipodozi vya mionzi kwa ngozi hazina ukomo. Tafiti nyingi zinaonyesha kwamba husaidia kutibu magonjwa ya ngozi kama vile urticaria, psoriasis na ugonjwa wa ngozi.
Kueneza kwa nafasi iliyofungwa na mionzi ya infrared husaidia kupunguza madhara kutoka kwa vumbi hadi kwa mwili wa mwanadamu.

Muhimu! Athari ya matibabu ya mionzi ya infrared ni kutokana na ukweli kwamba mionzi, hupenya mwili wa binadamu, husababisha minyororo ya athari tata ya biochemical.

Matibabu ya infrared

Kwa hivyo, faida za mionzi ya infrared kwa wanadamu hupatikana kupitia utaratibu ufuatao:

Joto linalotoka kwenye miale huchochea na kuharakisha athari za biokemikali.
Awali ya yote, taratibu za kuzaliwa upya kwa tishu huanza kuimarisha, mtandao wa mishipa ya damu unakuwa pana, na mtiririko wa damu huharakisha.
Kama matokeo, ukuaji wa seli zenye afya huwa zaidi na zaidi, pamoja na mwili huanza kutoa kwa uhuru vitu vyenye biolojia.
Yote hii hupunguza shinikizo la damu kutokana na utoaji bora wa damu, na hivyo kufikia utulivu wa misuli.
Hutoa upatikanaji rahisi wa seli nyeupe za damu kwa foci ya kuvimba. Hii inasababisha kuimarisha mfumo wa kinga na kuimarisha kazi za kinga za mwili katika kupambana na magonjwa mbalimbali.

Ni kutokana na mali hizi maalum kwamba athari ya jumla ya kuimarisha mwili inapatikana wakati wa kutibiwa na mionzi ya infrared.

Wakati wa matibabu, mwili mzima na baadhi ya sehemu zake zilizoathirika zinaweza kuwa wazi kwa mionzi. Taratibu zinaweza kufanywa hadi mara 2 kwa siku, na kikao kinaendelea hadi nusu saa. Idadi ya taratibu inategemea mahitaji ya mgonjwa. Ili kuepuka madhara, wakati wa vikao ni muhimu kulinda macho na eneo karibu nao kutokana na yatokanayo na mionzi. Mbinu mbalimbali hutumiwa kwa hili.

Tahadhari! Ukombozi wa ngozi unaoonekana kwenye ngozi baada ya utaratibu utatoweka ndani ya saa moja.

Faida za mionzi ya infrared

Faida za kutumia mionzi ya infrared katika dawa imethibitishwa kisayansi. Uboreshaji wa jumla wa afya ya binadamu, matibabu ya maambukizi ya bakteria, kupunguza shinikizo la damu na kupumzika kwa misuli - hii ni orodha isiyo kamili ya mambo mazuri ya ugunduzi huu wa kushangaza.

Mwanadamu, shukrani kwa uvumilivu wake, aliweza kupata matumizi muhimu ya jambo hili la kushangaza katika maeneo tofauti zaidi na wakati mwingine hata yasiyohusiana ya shughuli zake. Kwa kweli, nyuma ya haya yote kuna uchunguzi wa uangalifu wa mali ya mionzi.

Maeneo ya matumizi ya mionzi ya infrared

Inatumika katika tasnia ya chakula, katika uchambuzi wa mwili na kemikali, na vile vile katika maeneo mengine mengi:

Inatumika kwa sterilize chakula.
Katika uzalishaji wa chakula, mionzi hutumiwa sio tu kwa matibabu ya joto ya malighafi, lakini pia kuharakisha athari za biochemical ndani yake.
IR spectroscopy ni njia ya uchambuzi wa ubora na kiasi ambayo inaruhusu mtu kuamua muundo wa molekuli nyingi kutokana na mali maalum ya mionzi ya infrared.
Teknolojia hii pia hutumiwa wakati wa kuangalia noti kwa uhalisi. Wakati wa kutengeneza noti, zina alama na rangi maalum ambazo zinaweza kuonekana tu kwa kutumia mionzi ya infrared. Ni vigumu sana kwa walaghai kughushi pesa hizo.
Sifa za mionzi ya infrared ni muhimu kwa matumizi ya vifaa vya maono ya usiku ambavyo vinasoma vitu kwenye giza.
Mihimili hutumiwa kwa udhibiti wa kijijini.

Maoni! Wanyama wengine wana maono ya infrared. Kwa mfano, nyoka huwinda mawindo yenye damu joto kwa kutumia viungo vyao vya kuona vilivyobadilishwa.

Matumizi yaliyotajwa hapo awali ya mionzi ya infrared katika dawa yanastahili tahadhari maalum. Walakini, bado kuna madhara kutoka kwa mfiduo wa mionzi na contraindication kwa matumizi yao. Kama sheria, faida na madhara ya mionzi ya infrared kwa wanadamu imedhamiriwa na urefu wa wimbi.

Madhara na matokeo ya kufichuliwa na miale ya infrared

Mfiduo mkali wa mwanga wa infrared hudhuru, sio nzuri, kwa utando wa jicho, au, kwa usahihi zaidi, huikausha. Inatokea katika maeneo yenye joto sana.

Mionzi yenye nguvu pia husababisha kuchoma kwa ngozi. Katika kesi hii, uwekundu wa ngozi hutokea kwanza. Magonjwa ya kazi ya watu ambao mara nyingi hupatikana kwa mionzi mahali pa kazi ni pamoja na magonjwa ambayo dalili zake ni pamoja na vidonda vya ngozi. Neoplasms pia inaweza kutokea. Matokeo mabaya zaidi ya madhara ni pamoja na ugonjwa wa ngozi, ambayo pia ni ugonjwa mgumu.

Contraindications kwa matumizi ya mionzi ya infrared

Matumizi ya mionzi ya infrared kama utaratibu wa matibabu au prophylactic inapaswa kuepukwa katika kesi zifuatazo:

ujauzito na kunyonyesha;
kutokwa damu mara kwa mara;
michakato ya purulent;
magonjwa sugu katika hatua ya papo hapo;
magonjwa ya damu;
magonjwa ya oncological.

Mali maalum ya mionzi ya infrared katika kesi hizi inaweza kusababisha madhara kwa mwili, ambayo itaongeza magonjwa yaliyopo. Kwa uwepo wa ukiukwaji kama huo, matibabu kama hayo hakika hayataleta faida.

Jinsi ya Kuepuka Mfiduo Unaodhuru kwa Mionzi ya Infrared

Athari ya pathogenic kwenye mwili wa mionzi ya infrared hutokea ikiwa ni mawimbi mafupi. Vyanzo vyao kuu ni hita za kaya. Hivyo, ili kuepuka madhara kwa mwili, unapaswa kupunguza matumizi yao katika maisha ya kila siku iwezekanavyo, au kukaa mbali iwezekanavyo kutoka kwa chanzo cha joto. Katika kesi hiyo, mionzi ya infrared ya kaya ni hatari sana. Maagizo yaliyotolewa na hita ya usalama lazima ionyeshe kwamba uso wake umefunikwa na nyenzo zilizolindwa kutokana na joto, au kwamba uso wake wa mionzi ni chini ya 100 o C. Wao hutoa mawimbi ya muda mrefu tu, mali ambayo hayatasababisha madhara kwa afya; hata inaweza kuwa na faida fulani.

Vyanzo vya mfiduo hatari vinaweza kupatikana kazini. Hizi zinaweza kuwa tanuu mbalimbali za kiufundi. Ili kulinda dhidi ya mali yenye madhara ya mionzi, wafanyakazi wanatakiwa kupewa nguo na vifaa maalum ambavyo vitapunguza madhara.

Msaada wa kwanza kwa kiharusi cha joto

Ikiwa matatizo hayawezi kuepukwa, ni muhimu kuchukua seti ya hatua fulani.

Wakati wa kutoa msaada wa kwanza kwa kiharusi cha joto, hatua zifuatazo zinapaswa kuchukuliwa.

Piga gari la wagonjwa.
Sogeza mhasiriwa mahali pa baridi, ikiwezekana kwenye kivuli, ambapo kuna ufikiaji wa hewa safi.
Mrahisishie kupumua kwa kutoa au kufungua vifungo vya nguo zake. Toa validol.
Weka mhasiriwa katika nafasi ya usawa, akiinua miguu yake.
Mpe mwathirika lita 1 ya maji na chumvi kidogo.
Mpoze mtu huyo kwa kumfunga kitambaa chenye maji baridi na kumpaka barafu kwenye paji la uso wake.
Katika kesi ya kupoteza fahamu, ni muhimu kumpa mwathirika harufu ya amonia.

Hitimisho

Kwa hivyo, faida na madhara ya mionzi ya infrared kwa wanadamu hutegemea tu jinsi ya kutumia mionzi kwa usahihi. Kama kitu chochote cha asili iliyotengenezwa na mwanadamu, miale ya infrared ina faida na hasara zake. Baada ya muda, ubinadamu hupata maombi zaidi na muhimu zaidi kwa mali zao, kufungua uwezekano mpya, bila kusahau kuhusu madhara yao iwezekanavyo. Kwa bahati nzuri, hakuna vitu vingi vya kutoa katika maisha ya kila siku ambavyo vinaweza kusababisha madhara yasiyoweza kurekebishwa kwa mtu.

Je, umepata makala hii kuwa muhimu?

> Mawimbi ya infrared

Nini kilitokea mawimbi ya infrared: Urefu wa mawimbi ya infrared, masafa ya mawimbi ya infrared na frequency. Soma mifumo na vyanzo vya wigo wa infrared.

Mwanga wa infrared(IR) - mionzi ya sumakuumeme, ambayo kwa suala la urefu wa mawimbi huzidi inayoonekana (0.74-1 mm).

Lengo la Kujifunza

Elewa safu tatu za wigo wa IR na ueleze michakato ya kunyonya na utoaji wa molekuli.

Nyakati za msingi

Mwangaza wa IR hupokea mionzi mingi ya joto inayotolewa na miili kwa takriban joto la kawaida. Hutolewa na kufyonzwa ikiwa mabadiliko yanatokea katika mzunguko na mtetemo wa molekuli.
Sehemu ya IR ya wigo inaweza kugawanywa katika kanda tatu kulingana na urefu wa wimbi: mbali ya infrared (300-30 THz), infrared ya kati (30-120 THz) na karibu-infrared (120-400 THz).
IR pia inaitwa mionzi ya joto.
Ni muhimu kuelewa dhana ya kutotoa moshi ili kuelewa IR.
Mionzi ya IR inaweza kutumika kuamua kwa mbali halijoto ya vitu (thermografia).

Masharti

Thermography ni hesabu ya mbali ya mabadiliko ya joto la mwili.
Mionzi ya joto ni mionzi ya sumakuumeme inayozalishwa na mwili kutokana na joto.
Emissivity ni uwezo wa uso kutoa mionzi.

Mawimbi ya infrared

Mwanga wa infrared (IR) ni miale ya sumakuumeme ambayo urefu wake wa mawimbi huzidi mwanga unaoonekana (0.74-1 mm). Masafa ya urefu wa mawimbi ya infrared huchangana na masafa ya masafa ya 300-400 THz na kuchukua kiasi kikubwa cha mionzi ya joto. Mwanga wa IR hufyonzwa na kutolewa na molekuli zinapobadilika katika mzunguko na mtetemo.

Hapa kuna aina kuu za mawimbi ya umeme. Mistari ya kugawanya inatofautiana katika baadhi ya maeneo, na kategoria nyingine zinaweza kuingiliana. Microwaves huchukua sehemu ya masafa ya juu ya sehemu ya redio ya wigo wa sumakuumeme

Vijamii vya mawimbi ya IR

Sehemu ya IR ya wigo wa sumakuumeme inachukua masafa kutoka 300 GHz (1 mm) hadi 400 THz (750 nm). Kuna aina tatu za mawimbi ya infrared:

IR ya Mbali: 300 GHz (1 mm) hadi 30 THz (10 µm). Sehemu ya chini inaweza kuitwa microwaves. Miale hii hufyonzwa kutokana na kuzunguka kwa molekuli za awamu ya gesi, mwendo wa molekuli katika vimiminika na fotoni katika vitu vikali. Maji katika angahewa ya dunia hufyonzwa kwa nguvu sana hivi kwamba huwa hafifu. Lakini kuna wavelengths fulani (madirisha) kutumika kwa ajili ya maambukizi.
Masafa ya kati ya IR: 30 hadi 120 THz (10 hadi 2.5 µm). Vyanzo ni vitu vya moto. Kumezwa na mitetemo ya molekuli (atomi mbalimbali hutetemeka katika nafasi za usawa). Masafa haya wakati mwingine huitwa alama ya vidole kwa sababu ni jambo mahususi.
Kiwango cha karibu cha IR: 120 hadi 400 THz (2500-750 nm). Taratibu hizi za kimwili zinafanana na zile zinazotokea katika mwanga unaoonekana. Masafa ya juu zaidi yanaweza kupatikana kwa aina fulani ya filamu ya picha na sensorer kwa infrared, upigaji picha na video.

Mionzi ya joto na joto

Mionzi ya infrared pia inaitwa mionzi ya joto. Mwangaza wa IR kutoka Jua hunasa tu 49% ya joto la Dunia, na nyinginezo zikiwa mwanga unaoonekana (hufyonzwa na kuangaziwa tena kwa urefu mrefu wa mawimbi).

Joto ni nishati katika fomu ya mpito ambayo inapita kutokana na tofauti za joto. Ikiwa joto huhamishwa na conduction au convection, basi mionzi inaweza kuenea katika utupu.

Ili kuelewa miale ya IR, tunahitaji kuangalia kwa karibu dhana ya kutotoa moshi.

Vyanzo vya Wimbi la IR

Wanadamu na mazingira mengi ya sayari hutoa miale ya joto kwa mikroni 10. Huu ndio mpaka unaotenganisha maeneo ya katikati na ya mbali ya IR. Miili mingi ya astronomia hutoa kiasi kinachoweza kutambulika cha miale ya IR katika urefu wa mawimbi usio na joto.

Mionzi ya IR inaweza kutumika kuhesabu joto la vitu kwa mbali. Utaratibu huu unaitwa thermography na hutumiwa kikamilifu katika maombi ya kijeshi na viwanda.

Picha ya thermografia ya mbwa na paka

Mawimbi ya IR pia hutumika katika kupokanzwa, mawasiliano, hali ya hewa, taswira, unajimu, biolojia na dawa, na uchanganuzi wa sanaa.

Ili kuelewa kanuni ya uendeshaji wa emitters ya infrared, ni muhimu kufikiria kiini cha jambo la kimwili kama mionzi ya infrared.

Masafa ya infrared na urefu wa mawimbi

Mionzi ya infrared ni aina ya mionzi ya sumakuumeme ambayo huchukua masafa kutoka mikroni 0.77 hadi 340 katika wigo wa mawimbi ya sumakuumeme. Katika kesi hiyo, aina mbalimbali kutoka 0.77 hadi 15 microns inachukuliwa kuwa mawimbi mafupi, kutoka kwa microns 15 hadi 100 - wimbi la kati, na kutoka 100 hadi 340 - wimbi la muda mrefu.

Sehemu ya mawimbi mafupi ya wigo iko karibu na mwanga unaoonekana, na sehemu ya muda mrefu inaunganishwa na eneo la mawimbi ya redio ya ultrashort. Kwa hiyo, mionzi ya infrared ina sifa zote mbili za mwanga unaoonekana (huenea kwa mstari wa moja kwa moja, unaakisiwa, unarudiwa kama mwanga unaoonekana) na sifa za mawimbi ya redio (inaweza kupitia baadhi ya vifaa ambavyo havi wazi kwa mionzi inayoonekana).

Emitters za infrared zilizo na joto la uso kutoka 700 C hadi 2500 C zina urefu wa mikroni 1.55-2.55 na huitwa "mwanga" - kwa urefu wa wimbi ziko karibu na mwanga unaoonekana, emitters zilizo na joto la chini la uso zina urefu mrefu na huitwa " giza".

Vyanzo vya mionzi ya infrared

Kwa ujumla, mwili wowote unaopashwa joto kwa halijoto fulani hutoa nishati ya joto katika masafa ya infrared ya wigo wa mawimbi ya kielektroniki na inaweza kuhamisha nishati hii kupitia ubadilishanaji wa joto unaong'aa hadi kwenye miili mingine. Uhamisho wa nishati hutokea kutoka kwa mwili wenye joto la juu hadi mwili wenye joto la chini, wakati miili tofauti ina uwezo tofauti wa kutokwa na kunyonya, ambayo inategemea asili ya miili miwili, hali ya uso wao, nk.

Mionzi ya sumakuumeme ina tabia ya quantum-photonic. Wakati wa kuingiliana na suala, photon inachukuliwa na atomi za dutu, kuhamisha nishati yake kwao. Wakati huo huo, nishati ya vibrations ya joto ya atomi katika molekuli ya dutu huongezeka, i.e. nishati ya mionzi hugeuka kuwa joto.

Kiini cha kupokanzwa kwa mionzi ni kwamba burner, kuwa chanzo cha mionzi, inazalisha, fomu katika nafasi na inaongoza mionzi ya joto kwenye eneo la joto. Inaanguka juu ya miundo iliyofungwa (sakafu, kuta), vifaa vya teknolojia, watu katika eneo la mionzi, huingizwa nao na huwasha moto. Fluji ya mionzi, kufyonzwa na nyuso, nguo na ngozi ya binadamu, hujenga faraja ya joto bila kuongeza joto la kawaida. Hewa katika vyumba vya joto, wakati inabakia karibu uwazi kwa mionzi ya infrared, inapokanzwa kutokana na "joto la sekondari", i.e. convection kutoka kwa miundo na vitu vyenye joto na mionzi.

Mali na matumizi ya mionzi ya infrared

Imeanzishwa kuwa yatokanayo na joto la mionzi ya infrared ina athari ya manufaa kwa wanadamu. Ikiwa mionzi ya joto yenye urefu wa zaidi ya mikroni 2 hugunduliwa haswa na ngozi na nishati inayotokana na mafuta inafanywa ndani, basi mionzi yenye urefu wa hadi mikroni 1.5 hupenya kwenye uso wa ngozi, inai joto kwa sehemu, hufikia mtandao wa mishipa ya damu na huongeza joto la damu moja kwa moja. Kwa kiwango fulani cha mtiririko wa joto, athari yake husababisha hisia ya kupendeza ya joto. Katika joto la kung'aa, mwili wa mwanadamu hutoa joto lake la ziada kwa kupitisha hewa inayozunguka, ambayo ina joto la chini. Aina hii ya uhamisho wa joto ina athari ya kuburudisha na ina athari ya manufaa kwa ustawi.

Katika nchi yetu, utafiti wa teknolojia ya joto ya infrared imefanywa tangu miaka ya 30, wote kuhusiana na kilimo na viwanda.

Uchunguzi wa kimatibabu na wa kibaolojia uliofanywa umefanya iwezekane kubaini kuwa mifumo ya kupokanzwa kwa infrared inakidhi kikamilifu sifa za majengo ya mifugo kuliko mifumo ya joto ya kati au ya hewa. Awali ya yote, kutokana na ukweli kwamba kwa joto la infrared joto la nyuso za ndani za ua, hasa sakafu, huzidi joto la hewa katika chumba. Sababu hii ina athari ya manufaa juu ya usawa wa joto wa wanyama, kuondokana na kupoteza kwa joto kali.

Mifumo ya infrared, inayofanya kazi kwa kushirikiana na mifumo ya uingizaji hewa ya asili, inahakikisha kupunguzwa kwa unyevu wa hewa kwa viwango vya kawaida (kwenye mashamba ya nguruwe na ghala la ndama hadi 70-75% na chini).

Kutokana na uendeshaji wa mifumo hii, hali ya joto na unyevu katika majengo hufikia vigezo vyema.

Matumizi ya mifumo ya joto ya joto kwa ajili ya majengo ya kilimo inaruhusu si tu kujenga mazingira muhimu ya microclimate, lakini pia kuimarisha uzalishaji. Katika mashamba mengi huko Bashkiria (shamba la pamoja lililopewa jina la Lenin, shamba la pamoja lililopewa jina la Nurimanov), uzalishaji wa watoto uliongezeka sana baada ya kuanzishwa kwa joto la infrared (kuongezeka kwa kuzaliana wakati wa msimu wa baridi kwa mara 4), na usalama wa wanyama wachanga uliongezeka (kutoka. 72.8% hadi 97.6%).

Hivi sasa, mfumo wa kupokanzwa wa infrared umewekwa na umekuwa ukifanya kazi kwa msimu mmoja katika biashara ya Chuvash Broiler katika vitongoji vya Cheboksary. Kulingana na hakiki kutoka kwa wasimamizi wa shamba, katika kipindi cha joto la chini la msimu wa baridi -34-36 C, mfumo ulifanya kazi bila kuingiliwa na kutoa joto linalohitajika kwa kufuga kuku kwa nyama (nyumba ya sakafu) kwa muda wa siku 48. Kwa sasa wanazingatia suala la kuandaa nyumba za kuku zilizobaki na mifumo ya infrared.

Mionzi ya infrared (IR) ni aina ya mionzi ya sumakuumeme ambayo huchukua masafa ya spectral kati ya mwanga mwekundu unaoonekana (INFRAred: CHINI nyekundu) na mawimbi ya redio ya mawimbi mafupi. Miale hii hutengeneza joto na inajulikana kisayansi kama mawimbi ya joto. Miale hii hutengeneza joto na inajulikana kisayansi kama mawimbi ya joto.

Miili yote yenye joto hutoa mionzi ya infrared, ikiwa ni pamoja na mwili wa mwanadamu na Jua, ambayo kwa njia hii hupasha joto sayari yetu, na kutoa uhai kwa viumbe vyote vilivyomo. Joto tunalohisi kutoka kwa moto karibu na moto au mahali pa moto, heater au lami ya joto ni matokeo ya miale ya infrared.

Wigo mzima wa mionzi ya infrared kawaida hugawanywa katika safu kuu tatu, tofauti katika urefu wa wimbi:

Urefu wa wimbi fupi, na urefu wa wimbi λ = 0.74-2.5 µm;
Wimbi la kati, na urefu wa wimbi λ = 2.5-50 µm;
Urefu wa mawimbi, na urefu wa wimbi λ = 50-2000 µm.

Miale ya karibu au ya mawimbi mafupi ya infrared haina moto hata kidogo; kwa kweli, hata hatuisikii. Mawimbi haya hutumiwa, kwa mfano, katika udhibiti wa kijijini wa TV, mifumo ya automatisering, mifumo ya usalama, nk. Mzunguko wao ni wa juu, na ipasavyo nishati yao ni kubwa kuliko ile ya mionzi ya mbali (ndefu) ya infrared. Lakini sio kwa kiwango cha kuumiza mwili. Joto huanza kuundwa katikati ya urefu wa infrared, na tayari tunahisi nishati yao. Mionzi ya infrared pia inaitwa mionzi ya "joto", kwa sababu mionzi kutoka kwa vitu vyenye joto hugunduliwa na ngozi ya binadamu kama hisia ya joto. Katika kesi hiyo, urefu wa urefu unaotolewa na mwili hutegemea joto la joto: juu ya joto, mfupi wavelength na juu ya nguvu ya mionzi. Kwa mfano, chanzo kilicho na urefu wa mikroni 1.1 kinalingana na chuma kilichoyeyuka, na chanzo kilicho na urefu wa mikroni 3.4 kinalingana na chuma mwishoni mwa kukunja au kughushi.

Ya riba kwetu ni wigo wenye urefu wa microns 5-20, kwa kuwa ni katika aina hii kwamba zaidi ya 90% ya mionzi inayozalishwa na mifumo ya joto ya infrared hutokea, na kilele cha mionzi ya microns 10. Ni muhimu sana kwamba ni katika mzunguko huu kwamba mwili wa binadamu yenyewe hutoa mawimbi ya infrared ya microns 9.4. Kwa hivyo, mionzi yoyote kwa masafa fulani hugunduliwa na mwili wa mwanadamu kama inahusiana na ina faida na, zaidi ya hayo, athari ya uponyaji juu yake.

Kwa mfiduo kama huo wa mionzi ya infrared kwenye mwili, athari ya "kunyonya resonance" hufanyika, ambayo inaonyeshwa na ngozi ya mwili ya nishati ya nje. Matokeo yake, mtu anaweza kuona ongezeko la kiwango cha hemoglobin ya mtu, ongezeko la shughuli za enzymes na estrogens, na, kwa ujumla, kuchochea kwa shughuli muhimu ya mtu.

Athari za mionzi ya infrared kwenye uso wa mwili wa mwanadamu, kama tulivyokwisha sema, ni muhimu na, juu ya hayo, ya kupendeza. Kumbuka siku za kwanza za jua mwanzoni mwa spring, wakati baada ya majira ya baridi ya muda mrefu na ya mawingu jua hatimaye lilitoka! Unahisi jinsi inavyofunika eneo lenye mwanga la ngozi yako, uso, mitende. Sitaki tena kuvaa glavu na kofia, licha ya joto la chini ikilinganishwa na "starehe". Lakini mara tu wingu dogo linapoonekana, mara moja tunapata usumbufu unaoonekana kutoka kwa usumbufu wa hisia za kupendeza kama hizo. Huu ndio mionzi ambayo tulikosa wakati wote wa msimu wa baridi, wakati Jua lilikuwa halipo kwa muda mrefu, na sisi, kwa hiari, tulifanya "chapisho letu la infrared".

Kama matokeo ya mfiduo wa mionzi ya infrared, unaweza kuona:

Kuongeza kasi ya kimetaboliki katika mwili;
Marejesho ya tishu za ngozi;
Kupunguza kasi ya mchakato wa kuzeeka;
Kuondoa mafuta ya ziada kutoka kwa mwili;
Kutolewa kwa nishati ya motor ya binadamu;
Kuongeza upinzani wa antimicrobial wa mwili;
Uanzishaji wa ukuaji wa mimea

na wengine wengi. Aidha, mionzi ya infrared hutumiwa katika physiotherapy kutibu magonjwa mengi, ikiwa ni pamoja na kansa, kwani inakuza upanuzi wa capillaries, huchochea mtiririko wa damu katika vyombo, inaboresha kinga na hutoa athari ya jumla ya matibabu.

Na hii haishangazi hata kidogo, kwa sababu mionzi hii imetolewa kwetu kwa asili kama njia ya kupitisha joto na maisha kwa viumbe vyote vilivyo hai vinavyohitaji joto hili na faraja, kupita nafasi tupu na hewa kama wapatanishi.