Infračervené žiarenie je prirodzená forma žiarenia. Každý človek je tomu vystavený každý deň. Obrovská časť slnečnej energie vstupuje na našu planétu práve v podobe infračervených lúčov. V modernom svete však existuje veľa zariadení, ktoré využívajú infračervené žiarenie. Môže mať vplyv na ľudské telo rôznymi spôsobmi. To vo veľkej miere závisí od typu a účelu použitia týchto zariadení.
História objavov
V roku 1800 vykonal vedec z Anglicka W. Herschel pozorovanie, že v neviditeľnej časti slnečného spektra (mimo červeného svetla) stúpa teplota teplomeru. Následne sa dokázalo podriadenie infračerveného žiarenia zákonom optiky a bol urobený záver o jeho vzťahu k viditeľnému svetlu.
Vďaka prácam sovietskeho fyzika A.A. Glagolevu-Arkadyeva, ktorý v roku 1923 dostal rádiové vlny s λ = 80 μm (infračervený rozsah), sa experimentálne dokázala existencia kontinuálneho prechodu z viditeľného žiarenia na infračervené žiarenie a rádiové vlny. Bol teda urobený záver o ich všeobecnej elektromagnetickej povahe.
Takmer všetko v prírode je schopné vyžarovať vlnové dĺžky zodpovedajúce infračervenému spektru, čo znamená, že je zdrojom infračerveného žiarenia. Ľudské telo nie je výnimkou. Všetci vieme, že všetko okolo je tvorené z atómov a iónov, dokonca aj človek. A tieto excitované častice sú schopné emitovať líniové IR spektrum. Môžu prechádzať do vzrušeného stavu pod vplyvom rôznych faktorov, napríklad elektrických výbojov alebo pri zahrievaní. Takže v emisnom spektre plameňa plynového sporáka existuje pásmo s λ = 2,7 μm z molekúl vody a s λ = 4,2 μm z oxidu uhličitého.
IR vlny v každodennom živote, vede a priemysle
Pri použití určitých prístrojov doma a v práci sa málokedy pýtame sami seba na vplyv infračerveného žiarenia na ľudský organizmus. Medzitým sú dnes infračervené ohrievače veľmi populárne. Ich hlavným rozdielom od olejových radiátorov a konvektorov je schopnosť ohrievať nie samotný vzduch, ale všetky predmety v miestnosti. To znamená, že sa najskôr zahreje nábytok, podlahy a steny a potom sa vzdajú svojho tepla atmosfére. Infračervené žiarenie má zároveň vplyv na organizmy - človeka a jeho domácich miláčikov.
Infračervené lúče sa tiež široko používajú na prenos dát a diaľkové ovládanie. Mnoho mobilných telefónov má infračervené porty na výmenu súborov medzi nimi. A všetky diaľkové ovládače z klimatizácií, hudobných centier, televízorov, niektorých kontrolovaných detských hračiek tiež používajú elektromagnetické lúče v infračervenom rozsahu.
Vplyv infračerveného žiarenia na ľudský organizmus
Úmyselné využitie vlastností infračerveného žiarenia prospieva ľudskému telu. Tu sú príklady toho, ako prispievajú k celkovým prínosom pre zdravie:
- Lúče pomáhajú ničiť baktérie spôsobujúce choroby, a tým pomáhajú v boji proti nachladnutiu.
- Infračervené lúče posilňujú imunitný systém detí i dospelých.
- Lekári tiež zaznamenali ich prínos pre pokožku. Zvyšovaním prietoku krvi pokožka ľahšie prijíma potrebné látky, vďaka čomu sa viac tonizuje.
- Kozmetický efekt lúčov pre pokožku je neobmedzený. Početné štúdie ukazujú, že pomáhajú liečiť kožné ochorenia ako sú žihľavka, psoriáza, dermatitída.
- Nasýtenie uzavretého priestoru infračerveným žiarením pomáha znižovať škodlivosť prachu pre ľudské telo.
Dôležité! Terapeutický účinok infračerveného žiarenia je spôsobený tým, že lúče prenikajúce do ľudského tela spúšťajú reťazce zložitých biochemických reakcií.
Využitie infračervených lúčov v armáde a astronautike
Infračervené lúče sú najdôležitejšie pre letecký a vojenský priemysel. Na základe fotokatód, ktoré sú citlivé na infračervené žiarenie (do 1,3 mikrónu), sa vytvárajú prístroje na nočné videnie (rôzne ďalekohľady, mieridlá atď.). Umožňujú, pri súčasnom ožarovaní objektov infračerveným žiarením, zameranie alebo pozorovanie v absolútnej tme.
Vďaka vytvoreným vysoko citlivým prijímačom infračervených lúčov bolo možné vyrobiť navádzacie strely. Senzory v ich hlaviciach reagujú na infračervené žiarenie z cieľa, ktorého teplota je zvyčajne vyššia ako teplota okolia, a smerujú strelu k cieľu. Rovnaký princíp sa používa na detekciu vyhrievaných častí lodí, lietadiel a tankov pomocou zameriavačov tepla.
IR lokátory a diaľkomery dokážu detekovať rôzne objekty v úplnej tme a merať ich vzdialenosť. Na vesmírnu a diaľkovú pozemnú komunikáciu sa používajú špeciálne prístroje - optické kvantové generátory, ktoré emitujú v infračervenej oblasti.
Kde sa vyskytuje infračervené žiarenie?
Infračervené žiarenie sa používa v rôznych oblastiach ľudskej činnosti. Patria sem: termografia, astronómia, medicína, spracovanie potravín a ďalšie.
Infračervené žiariče môžu byť rôzne zariadenia:
- navádzacia hlava v zameriavacom prístroji,
- prístroje na nočné videnie,
- prístroje na fyzioterapiu,
- vykurovacie systémy,
- ohrievače,
- zariadenia s diaľkovým ovládaním.
Všetky zahriate telesá sú zdrojom infračerveného žiarenia.
Pokiaľ ide o ohrievače, pri ich kúpe by ste mali venovať pozornosť povahe žiarenia zariadenia, ktoré je zvyčajne uvedené v technickom pase. Ak má cievka, ktorá generuje teplo, tepelnoizolačnú ochranu, znamená to, že pôsobenie jej dlhých vĺn bude mať na organizmus pozitívny vplyv. Ak vykurovacie teleso nie je izolované, zariadenie vydáva krátke vlny, ktoré spôsobujú zdravotné problémy.
Dôležité! Ak zariadenie vyžaruje krátkovlnné žiarenie, nezdržujte sa v jeho blízkosti dlho a nedávajte ho ďalej od seba.
Infračervené žiarenie vo vedeckých činnostiach
Jedným z najbežnejších je štúdium emisných a absorpčných spektier v infračervenej oblasti. Používa sa na štúdium vlastností elektronických schránok atómov, na stanovenie štruktúr všetkých druhov molekúl a navyše na kvalitatívnu a kvantitatívnu analýzu zmesí rôznych látok.
Kvôli rozdielom v rozptyle, priepustnosti a odraze telies vo viditeľných a infračervených lúčoch sa fotografie zhotovené za rôznych podmienok mierne líšia. Infračervené obrázky často zobrazujú viac detailov. Takéto snímky sú v astronómii široko používané.
Štúdium vplyvu infračervených lúčov na telo
Prvé vedecké údaje o vplyve infračerveného žiarenia na ľudský organizmus pochádzajú zo 60. rokov. Autorom výskumu je japonský lekár Tadashi Ishikawa. V priebehu svojich experimentov dokázal, že infračervené lúče majú tendenciu prenikať hlboko do ľudského tela. V takom prípade dochádza k termoregulačným procesom, ktoré sú podobné reakcii na pobyt v saune. Potenie však začína pri nižšej teplote okolia (je to asi 50 ° C), vnútorné orgány sa zahrievajú oveľa hlbšie.
V priebehu takéhoto zahrievania sa zvyšuje krvný obeh, rozširujú sa cievy dýchacieho systému, podkožia a kože. Zároveň môže dlhodobé vystavenie človeka infračervenému žiareniu spôsobiť úpal a silné infračervené žiarenie vedie k popáleninám rôzneho stupňa.
Infračervené poškodenie
Napriek priaznivým vlastnostiam infračervených lúčov majú aj kontraindikácie. Zvlášť nebezpečné sú krátke vlny. Ich poškodenie sa môže prejaviť sčervenaním a popáleninami kože, úpalom a dermatitídou, výskytom záchvatov a porušením rovnováhy voda-soľ. Krátkovlnné žiarenie je obzvlášť nebezpečné pre sliznicu očí. Nielenže ju vysušuje, ale môže tiež spôsobiť vážne očné ochorenia.
Účinok krátkych vĺn na ľudské telo je vyjadrený v určitých znakoch:
- závrat,
- nevoľnosť,
- tmavnutie v očiach
- búšenie srdca,
- zhoršená koordinácia pohybov,
- strata vedomia.
Tieto príznaky sa vyskytujú, ak teplota mozgu stúpne čo i len o jeden stupeň Celzia. Pri zvýšení o dva stupne Celzia sa objavuje meningitída a encefalitída.
Kontraindikácie pri používaní infračervených lúčov sú:
- choroby krvi,
- krvácajúci
- akútne zápalové procesy,
- akútne hnisavé prejavy,
- zhubné nádory.
IR ochrana
Existuje malý zoznam opatrení zameraných na zníženie rizika vystavenia ľudskému telu infračervenému žiareniu:
- Zníženie intenzity žiarenia. Dosahuje sa to výberom vhodného technologického zariadenia, včasnou výmenou zastaraného zariadenia, ako aj jeho racionálnym usporiadaním.
- Vyraďovanie pracovníkov zo zdroja žiarenia. Ak to výrobná linka umožňuje, malo by sa uprednostniť jej diaľkové ovládanie.
- Inštalácia ochranných obrazoviek pri zdroji alebo na pracovisku. Takéto ploty je možné usporiadať dvoma spôsobmi, aby sa znížil účinok infračerveného žiarenia na ľudské telo. V prvom prípade musia odrážať elektromagnetické vlny a v druhom ich musia zastaviť a s následným odstránením premeniť energiu žiarenia na teplo. Vzhľadom na to, že ochranné clony by nemali špecialistom odňať možnosť monitorovať procesy prebiehajúce vo výrobe, môžu byť vyrobené transparentné alebo priesvitné. Na tento účel sa ako materiály volia kremičité alebo kremenné sklá, ako aj kovové siete a reťaze.
- Tepelná izolácia alebo chladenie horúcich povrchov. Hlavným účelom tepelnej izolácie je znížiť riziko popálenia pracovníkov.
- Osobné ochranné prostriedky (rôzne kombinézy, okuliare so zabudovanými svetelnými filtrami, štíty).
- Preventívne opatrenia. Ak v priebehu vyššie uvedených opatrení zostane úroveň vystavenia infračervenému žiareniu na tele dostatočne vysoká, mal by sa zvoliť vhodný režim práce a odpočinku.
Ako sa vyhnúť škodlivým účinkom infračerveného žiarenia
Patogénny účinok infračervených lúčov na telo nastáva, ak sú krátkovlnné. Ich hlavným zdrojom sú ohrievače pre domácnosť. Aby sa zabránilo poškodeniu tela, malo by sa teda buď čo najviac obmedziť ich použitie v každodennom živote, alebo byť čo najďalej od zdroja tepla. V takom prípade je domáce infračervené žiarenie veľmi škodlivé. Pokyny pripojené k súprave bezpečného ohrievača musia nevyhnutne naznačovať, že jeho povrch je pokrytý materiálom chráneným pred teplom alebo že povrch jeho žiarenia je menší ako 100 ° C. Vyžarujú iba dlhé vlny, ktorých vlastnosti budú nepoškodzuje zdravie, dokonca môže mať určitý prínos.
Na pracovisku sa môžu vyskytnúť zdroje škodlivých účinkov. Môžu to byť rôzne technické pece.Na ochranu pred škodlivými vlastnosťami lúčov sa od zamestnancov vyžaduje, aby mali k dispozícii špeciálne oblečenie a vybavenie, ktoré minimalizuje poškodenie.
Výhody pre ľudské telo
Infračervené žiarenie ovplyvňujúce ľudské telo vedie k zlepšeniu krvného obehu v dôsledku vazodilatácie, lepšej saturácii orgánov a tkanív kyslíkom. Okrem toho má zvýšenie telesnej teploty analgetický účinok v dôsledku pôsobenia lúčov na nervové zakončenia v koži.
Zistilo sa, že chirurgické zákroky vykonávané pod vplyvom infračerveného žiarenia majú množstvo výhod:
- bolesť po operácii je o niečo ľahšia;
- regenerácia buniek je rýchlejšia;
- vplyv infračerveného žiarenia na človeka zabráni ochladeniu vnútorných orgánov v prípade operácie na otvorených dutinách, čo znižuje riziko šoku.
U pacientov s popáleninami umožňuje infračervené žiarenie odstrániť nekrózu a vykonať autoplastiku v skoršom štádiu. Okrem toho sa znižuje trvanie horúčky, anémia a hypoproteinémia sú menej výrazné a frekvencia komplikácií klesá.
Je dokázané, že infračervené žiarenie môže oslabiť účinok niektorých pesticídov zvýšením nešpecifickej imunity. Mnoho z nás vie o liečbe nádchy a niektorých ďalších prejavoch bežného nachladnutia pomocou modrých IR žiaroviek.
Poškodenie ľudí
Stojí za zmienku, že poškodenie infračerveným žiarením pre ľudské telo môže byť tiež veľmi významné. Najzrejmejším a najbežnejším prípadom sú popáleniny kože a dermatitída. Môžu sa vyskytnúť buď pri príliš dlhom vystavení slabým vlnám infračerveného spektra, alebo pri intenzívnom ožarovaní. Ak hovoríme o lekárskych postupoch, potom zriedka, ale stále existujú úpaly, asténia a exacerbácia bolesti pri nesprávnom zaobchádzaní.
Popáleniny očí sú jedným z moderných problémov. Najnebezpečnejšie pre nich sú infračervené lúče s vlnovými dĺžkami v rozmedzí 0,76 - 1,5 mikrónu. Pod ich vplyvom sa zahrieva šošovka a komorová voda, čo môže viesť k rôznym poruchám. Fotofóbia je jedným z najbežnejších dôsledkov. Toto je potrebné mať na pamäti pre deti, ktoré sa hrajú s laserovými ukazovateľmi a zváračmi a ktoré zanedbávajú osobné ochranné prostriedky.
Poškodenie infračervených ohrievačov
Infračervené ohrievače sú nezdravé, pretože sú škodlivé pre pokožku, oči a bunky.
Veľkou nevýhodou tohto ohrievača je, že veľmi vysušuje pokožku. Jeho povrchové vrstvy sú intenzívne zahrievané, vlhkosť sa odparuje, póry nemôžu produkovať tekutinu v potrebnom množstve. Vzniká nerovnováha voda-soľ.
Je infračervené zariadenie škodlivé na pracovisku, kde trávime veľa času?
Vedci sledovali zdravie pracovníkov v továrňach, ktorí sa nachádzali v miestnostiach, kde bolo neustále prítomné infračervené zariadenie. Zistili to doPokožka ľudí pravidelne vystavených infračervenému žiareniu stráca vďaka vysokej intenzite tepla svoje ochranné vlastnosti. Konštantné infračervené žiarenie je teda zdraviu škodlivé.
Dlhodobý pobyt v blízkosti infračerveného ohrievača je nebezpečný, pretože môže spôsobiť popáleniny.
To sa stáva obzvlášť často u tých, ktorí zaspali v blízkosti tohto zariadenia. Muž sa necítil vo sne, a keď sa prebudil, našiel na líci pľuzgier. Takéto poškodenie spôsobujú tie infračervené žiariče, ktoré vyžarujú krátke a stredné vlnové dĺžky.
Pri konštantnom vystavení môže ohrievač tiež poškodiť oko: zmeny sa vyskytujú na sietnici. Môžu nastať problémy s šošovkou, čo môže zase spôsobiť šedý zákal.
Pri pravidelnom ožarovaní začína proces deštrukcie kožného proteínu, priepustnosť membrány krvných buniek sa znižuje.
Infračervené lúče v medicíne
Liečba infračerveným žiarením je lokálna a všeobecná. V prvom prípade sa lokálna akcia uskutočňuje na určitej časti tela a v druhom prípade je celé telo vystavené pôsobeniu lúčov. Priebeh liečby závisí od choroby a môže sa pohybovať od 5 do 20 sedení, každé 15-30 minút. Pri vykonávaní postupov je nevyhnutným predpokladom použitie ochranných prostriedkov. Na ochranu zdravia očí sa používajú špeciálne kartónové kryty alebo okuliare.
Po prvom zákroku sa na povrchu pokožky objaví začervenanie s nevýraznými hranicami, ktoré prejde asi za hodinu.
Kontraindikácie pri používaní infračerveného žiarenia
Používaniu infračerveného žiarenia ako terapeutického alebo profylaktického postupu sa treba vyhnúť v nasledujúcich prípadoch:
- tehotenstvo a dojčenie;
- časté krvácanie;
- hnisavé procesy;
- chronické choroby v akútnom štádiu;
- choroby krvi;
- onkologické choroby.
To je zaujímavé: Čo môže sen povedať o človeku: polohy spánku a ich vlastnosti
Špeciálne vlastnosti infračerveného žiarenia v týchto prípadoch môžu spôsobiť poškodenie tela, čo zhorší existujúce choroby. Takéto ošetrenie určite neprinesie výhody v prípade výskytu takýchto kontraindikácií.
Akcia infračervených žiaričov
Vďaka dostupnosti mnohých zdravotníckych pomôcok si ich ľudia kupujú na individuálne použitie. Je však potrebné pamätať na to, že takéto zariadenia musia vyhovovať zvláštnym požiadavkám a musia sa používať bezpečným spôsobom. Ale čo je najdôležitejšie, je dôležité si uvedomiť, že ako každé lekárske zariadenie, ani infračervené žiariče nemôžu byť použité na množstvo chorôb.
Vplyv infračerveného žiarenia na ľudský organizmus
| Vlnová dĺžka, μm | Užitočná akcia |
| 9,5 μm | Imunokorektívne pôsobenie v stavoch imunodeficiencie spôsobené hladom, otravou tetrachlórmetánom, používaním imunosupresív. Vedie k obnoveniu normálnych parametrov bunkovej väzby imunity. |
| 16,25 μm | Antioxidačné pôsobenie. Vykonáva sa v dôsledku tvorby voľných radikálov zo superoxidov a hydroperoxidov a ich rekombinácie. |
| 8,2 a 6,4 μm | Antibakteriálne pôsobenie a normalizácia črevnej mikroflóry v dôsledku vplyvu na syntézu prostaglandínových hormónov, čo vedie k imunomodulačnému účinku. |
| 22,5 μm | Vedie k translácii mnohých nerozpustných zlúčenín, ako sú krvné zrazeniny a aterosklerotické plaky, do rozpustného stavu, čo umožňuje ich odstránenie z tela. |
Preto by mal kvalifikovaný špecialista a skúsený lekár zvoliť kurz terapie. V závislosti na dĺžke emitovaných infračervených vĺn môžu byť prístroje použité na rôzne účely.
