Infracrveni valovi. Gledanje svijeta očima bogomoljke: blisko infracrveno

> Infracrveni valovi

Što se dogodilo infracrveni valovi: Infracrvena valna duljina, infracrveni valni raspon i frekvencija. Proučite uzorke infracrvenog spektra i izvore.

Infracrveno svjetlo(IR) - elektromagnetske zrake, koje po valnim duljinama premašuju vidljive (0,74-1 mm).

Cilj učenja

• Razumjeti tri područja IR spektra i opisati procese apsorpcije i emisije molekula.

Osnovni momenti

• IR svjetlo se prilagođava najviše toplinsko zračenje koje stvaraju tijela na približno sobnoj temperaturi. Emitira se i apsorbira ako se dogode promjene u rotaciji i vibraciji molekula.
• IC dio spektra može se podijeliti u tri područja prema valnoj duljini: daleko infracrveno (300-30 THz), srednje infracrveno (30-120 THz) i blisko infracrveno (120-400 THz).
• IR se također naziva toplinsko zračenje.
• Važno je razumjeti koncept emisivnosti da bismo razumjeli IR.
• IR zrake se mogu koristiti za daljinsko određivanje temperature predmeta (termografija).

Pojmovi

• Termografija je daljinsko izračunavanje promjena tjelesne temperature.
• Toplinsko zračenje je elektromagnetsko zračenje koje tijelo stvara uslijed temperature.
• Emisivnost je sposobnost površine da emitira zračenje.

Infracrveni valovi

Infracrveno (IR) svjetlo su elektromagnetske zrake čije su valne duljine veće od vidljive svjetlosti (0,74-1 mm). Raspon infracrvenih valnih duljina konvergira s frekvencijskim rasponom od 300-400 THz i prima ogromne količine toplinskog zračenja. IR svjetlost apsorbiraju i emitiraju molekule dok se mijenjaju u rotaciji i vibracijama.

Ovdje su glavne kategorije elektromagnetskih valova. Crte razdvajanja razlikuju se na nekim mjestima, a druge se kategorije mogu preklapati. Mikrovalovi zauzimaju visokofrekventni dio radijskog dijela elektromagnetskog spektra

Potkategorije IC valova

IR dio elektromagnetskog spektra zauzima područje od 300 GHz (1 mm) do 400 THz (750 nm). Postoje tri vrste infracrvenih valova:

• Daleko IR: 300 GHz (1 mm) do 30 THz (10 µm). Donji dio se može nazvati mikrovalovima. Ove zrake se apsorbiraju zbog rotacije u molekulama plinovite faze, molekularnih kretanja u tekućinama i fotona u čvrste tvari. Voda unutra zemljina atmosfera se toliko upije da postane neproziran. Ali postoje određene valne duljine (prozori) koje se koriste za prijenos.
• Srednji IR raspon: 30 do 120 THz (10 do 2,5 µm). Izvori su vrući objekti. Apsorbira se molekularnim vibracijama (razni atomi vibriraju u ravnotežnim položajima). Taj se raspon ponekad naziva i otiskom prsta jer se radi o specifičnom fenomenu.
• Najbliži IR raspon: 120 do 400 THz (2500-750 nm). Ovi fizički procesi nalikuju onima koji se odvijaju u vidljivom svjetlu. Najviše visoke frekvencije može se naći u određenoj vrsti fotografskih filmova i senzora za infracrveno, fotografiju i video.

Toplina i toplinsko zračenje

Infracrveno zračenje nazivaju se i toplinska. IR svjetlost Sunca hvata samo 49% Zemljinog zagrijavanja, a ostatak je vidljiva svjetlost (apsorbirana i ponovno reflektirana na dužim valnim duljinama).

Toplina je energija u prijelazni oblik, koji teče zbog razlika u temperaturi. Ako se toplina prenosi kondukcijom ili konvekcijom, tada se zračenje može širiti u vakuumu.

Da bismo razumjeli IC zrake, moramo pobliže promotriti koncept emisivnosti.

Izvori IR valova

Ljudi i većina planetarnog okoliša proizvode toplinske zrake od 10 mikrona. Ovo je granica koja odvaja srednje i daleko IR područje. Mnoga astronomska tijela emitiraju detektabilne količine IR zraka na netermalnim valnim duljinama.

IR zrake se mogu koristiti za izračunavanje temperature objekata na udaljenosti. Taj se proces naziva termografija i najaktivnije se koristi u vojnim i industrijskim primjenama.

Termografski snimak psa i mačke

IR valovi se također koriste u grijanju, komunikacijama, meteorologiji, spektroskopiji, astronomiji, biologiji i medicini te analizi umjetnosti.

Infracrveno zračenje je dio spektra sunčevog zračenja koji je neposredno uz crveni dio vidljivog spektra. Ljudsko oko ne može vidjeti u ovom području spektra, ali možemo osjetiti ovo zračenje kao toplinu.

Infracrveno zračenje ima dva važne karakteristike: valna duljina (frekvencija) zračenja i intenzitet zračenja. Ovisno o valnoj duljini, razlikuju se tri područja infracrvenog zračenja: blizu (0,75−1,5 mikrometara), srednje (1,5 - 5,6 mikrona) i daleko (5,6−100 mikrona). S obzirom fiziološke karakteristike osoba, moderna medicina Infracrveno područje spektra zračenja dijeli na 3 raspona:

• valna duljina 0,75-1,5 mikrona - zračenje koje prodire duboko u ljudsku kožu (IR-A raspon);
• valna duljina 1,5-5 mikrona - zračenje koje apsorbira epidermis i sloj vezivnog tkiva kože (IR-B raspon);
• valna duljina veća od 5 mikrona - zračenje apsorbirano na površini kože (IR-C područje). Štoviše, najveća penetracija opažena je u rasponu od 0,75 do 3 mikrona i taj se raspon naziva "prozor terapeutske prozirnosti".

Na slici 1. (izvorni izvor - Journal of Biomedical Optics 12(4), 044012 srpanj/kolovoz 2007.) prikazani su apsorpcijski spektri IR zračenja za vodu i tkivo ljudskih organa ovisno o valnoj duljini. Napominje se da tkanina ljudsko tijelo sastoji se od 98% vode i ta činjenica objašnjava sličnost apsorpcijskih karakteristika infracrvenog zračenja u spektralnom području od 1,5-10 mikrona.

Ako uzmemo u obzir činjenicu da sama voda intenzivno apsorbira IC zračenje u rasponu od 1,5-10 mikrona s vrhovima na valnim duljinama od 2,93, 4,7 i 6,2 mikrona (Yukhnevich G.V. Infracrvena spektroskopija vode, M, 1973), tada je najučinkovitiji za procese zagrijavanja i sušenja treba smatrati IR emitere koji emitiraju u srednjem i dalekom infracrvenom spektru s vršnim intenzitetom zračenja u području valnih duljina od 1,5-6,5 μm.

Ukupna količina energije koju po jedinici vremena emitira jedinica površine zračenja naziva se emisivnošću IR emitera E, W/m². Energija zračenja ovisi o valnoj duljini λ i temperaturi emitirajuće površine i integralna je karakteristika, budući da uzima u obzir energiju zračenja valova svih duljina. Emisivnost povezana s intervalom valne duljine dλ naziva se intenzitet zračenja I, W/(m²∙μm).

Integrirajući izraz (1) omogućuje određivanje emisivnosti (specifične integralne energije zračenja) na temelju eksperimentalno određenog spektra intenziteta zračenja u području valnih duljina od λ1 do λ2:

Na slici 2 prikazani su spektri intenziteta emisije NOMAKON™ IKN-101 IR emitera, dobiveni pri različitim nazivnim električnim snagama emitera: 1000 W, 650 W, 400 W i 250 W.

S povećanjem snage emitera i sukladno tome temperature emitirajuće površine, intenzitet zračenja raste, a spektar zračenja se pomiče prema kraćim valnim duljinama (Wienov zakon pomaka). U ovom slučaju, vršni intenzitet zračenja (85-90% spektra) pada u raspon valnih duljina od 1,5-6 mikrona, što odgovara optimalnoj fizici procesa infracrvenog grijanja i sušenja za ovaj slučaj.

Intenzitet infracrvenog zračenja, a time i specifična energija zračenja opada s povećanjem udaljenosti od izvora zračenja. Slika 3 prikazuje krivulje promjena specifične energije zračenja keramičkih emitera NOMAKON™ IKN-101 ovisno o udaljenosti između površine emitiranja i mjerne točke normalne na površinu emitiranja. Mjerenja su provedena selektivnim radiometrom u području valnih duljina od 1,5-8 μm, nakon čega je uslijedila integracija spektra intenziteta zračenja. Kao što je vidljivo iz grafikona, specifična energija zračenja E, W/m² opada obrnuto proporcionalno udaljenosti L, m od izvora zračenja.

Svjetlost je ključ postojanja živih organizama na Zemlji. Postoji ogroman broj procesa koji se mogu dogoditi uslijed izlaganja infracrvenom zračenju. Osim toga, koristi se u ljekovite svrhe. Od dvadesetog stoljeća svjetlosna je terapija postala značajna komponenta tradicionalne medicine.

Značajke zračenja

Fototerapija je poseban dio fizioterapije koji proučava djelovanje svjetlosnih valova na ljudski organizam. Uočeno je da valovi imaju različite domete, pa tako različito djeluju na ljudski organizam. Važno je napomenuti da zračenje ima najveću dubinu prodiranja. Što se tiče površinskog učinka, ultraljubičasto ga ima.

Raspon infracrvenog spektra (spektar zračenja) ima odgovarajuću valnu duljinu, naime 780 nm. do 10000 nm. Što se tiče fizioterapije, za liječenje osobe koristi se valna duljina koja se kreće u spektru od 780 nm. do 1400 nm. Ovaj raspon infracrveno zračenje smatra se normom za terapiju. Jednostavnim riječima, koristi se odgovarajuća valna duljina, odnosno kraća koja može prodrijeti tri centimetra u kožu. Osim toga, uzimaju se u obzir posebna energija kvanta i frekvencija zračenja.

Prema mnogim studijama, utvrđeno je da svjetlost, radio valovi i infracrvene zrake imaju istu prirodu, jer su to vrste elektromagnetskih valova koji okružuju ljude posvuda. Takvi valovi napajaju televizore, mobitele i radije. Jednostavnim riječima, valovi omogućuju osobi da vidi svijet oko sebe.

Infracrveni spektar ima odgovarajuću frekvenciju, čija je valna duljina 7-14 mikrona, koja ima jedinstven učinak na ljudsko tijelo. Ovaj dio spektar odgovara zračenju ljudskog tijela.

Što se tiče kvantnih objekata, molekule nemaju sposobnost proizvoljnog titranja. Svaka kvantna molekula ima određeni kompleks energije i frekvencija zračenja koje su pohranjene u trenutku vibracije. Međutim, vrijedi uzeti u obzir da su molekule zraka opremljene širokim rasponom takvih frekvencija, tako da je atmosfera sposobna apsorbirati zračenje u različitim spektrima.

Izvori zračenja

Sunce je glavni izvor IR.

Zahvaljujući njemu, predmeti se mogu zagrijati na određenu temperaturu. Kao rezultat, toplinska energija se emitira u spektru ovih valova. Energija tada dolazi do objekata. Proces prijenosa toplinske energije provodi se od objekata s visoka temperatura nižem. U ovoj situaciji, objekti imaju različita svojstva zračenja koja ovise o nekoliko tijela.

Izvori infracrvenog zračenja prisutni su posvuda, opremljeni elementima poput LED dioda. Svi moderni televizori opremljeni su daljinskim upravljačima, budući da rade na odgovarajućoj frekvenciji infracrvenog spektra. Sadrže LED diode. Razni izvori infracrvenog zračenja mogu se vidjeti na industrijska proizvodnja, na primjer: kod sušenja obojenih površina.

Najviše istaknuti predstavnik umjetni izvor u Rusiji bile su ruske peći. Gotovo svi ljudi iskusili su utjecaj takve peći i također su cijenili njezine prednosti. Zato se takvo zračenje može osjetiti iz zagrijane peći ili radijatora. Trenutno su infracrveni grijači vrlo popularni. Imaju niz prednosti u usporedbi s opcijom konvekcije, jer su ekonomičniji.

Vrijednost koeficijenta

Postoji nekoliko vrsta koeficijenata u infracrvenom spektru, i to:

• radijacija;
• koeficijent refleksije;
• faktor propusnosti.

Dakle, emisivnost je sposobnost objekata da emitiraju frekvenciju zračenja, kao i kvantnu energiju. Može varirati ovisno o materijalu i njegovim svojstvima, kao i o temperaturi. Koeficijent ima takvo maksimalno izlječenje = 1, ali u stvarnoj situaciji uvijek je manji. Što se tiče sposobnosti niske emisije, obdaren je elementima koji imaju sjajnu površinu, kao i metalima. Koeficijent ovisi o pokazateljima temperature.

Koeficijent refleksije pokazuje sposobnost materijala da reflektiraju učestalost proučavanja. Ovisi o vrsti materijala, svojstvima i temperaturnim pokazateljima. Refleksija se javlja uglavnom na poliranim i glatkim površinama.

Transmitancija pokazuje sposobnost predmeta da propuste frekvenciju infracrvenog zračenja kroz sebe. Ovaj koeficijent izravno ovisi o debljini i vrsti materijala. Važno je napomenuti da većina materijala nema takav koeficijent.

Upotreba u medicini

Tretman infracrvenim svjetlom postao je vrlo popularan u moderni svijet. Korištenje infracrvenog zračenja u medicini je zbog činjenice da tehnika ima ljekovita svojstva. Zahvaljujući tome, postoji blagotvoran učinak na ljudsko tijelo. Toplinski utjecaj formira tijelo u tkivima, regenerira tkiva i potiče obnovu, ubrzava fizičke i kemijske reakcije.

Osim toga, tijelo doživljava značajna poboljšanja, jer se događaju sljedeći procesi:

• ubrzanje protoka krvi;
• vazodilatacija;
• proizvodnja biološki aktivnih tvari;
• opuštanje mišića;
• odlično raspoloženje;
• ugodno stanje;
• Dobar san;
• smanjen krvni tlak;
• ublažavanje fizičkog, psiho-emocionalnog stresa itd.

Vidljivi učinak tretmana javlja se nakon nekoliko postupaka. Osim navedenih funkcija, infracrveni spektar djeluje protuupalno na ljudski organizam, pomaže u borbi protiv infekcija, stimulira i jača imunološki sustav.

Takva terapija u medicini ima sljedeća svojstva:

• biostimulirajući;
• protuupalno;
• detoksikacija;
• poboljšan protok krvi;
• buđenje sekundarnih funkcija tijela.

Infracrveno zračenje, odnosno njegovo liječenje, ima vidljive dobrobiti za ljudski organizam.

Metode liječenja

Terapija je dvije vrste, a to su opća i lokalna. Što se tiče lokalnih učinaka, liječenje se provodi na određenom dijelu tijela pacijenta. Tijekom opće terapije primjena svjetlosne terapije usmjerena je na cijelo tijelo.

Postupak se provodi dva puta dnevno, trajanje sesije je od 15-30 minuta. Opći tečaj liječenja sastoji se od najmanje pet do dvadeset postupaka. Provjerite imate li spremnu infracrvenu zaštitu za lice. Za oči se koriste posebne naočale, vata ili kartonske navlake. Nakon sesije, koža postaje prekrivena eritemom, odnosno crvenilom s nejasnim granicama. Eritem nestaje sat vremena nakon zahvata.

Indikacije i kontraindikacije za liječenje

IR ima glavne indikacije za uporabu u medicini:

• bolesti ENT organa;
• neuralgija i neuritis;
• bolesti koje utječu na mišićno-koštani sustav;
• patologija očiju i zglobova;
• upalni procesi;
• rane;
• opekline, čirevi, dermatoze i ožiljci;
• Bronhijalna astma;
• cistitis;
• urolitijaza;
• osteohondroza;
• kolecistitis bez kamenja;
• artritis;
• gastroduodenitis u kroničnom obliku;
• upala pluća.

Tretman svjetlom daje pozitivne rezultate. Osim terapeutskog učinka, IR može biti opasan za ljudski organizam. To je zbog činjenice da postoje određene kontraindikacije koje, ako se ne poštuju, mogu naštetiti zdravlju.

Ako imate sljedeće bolesti, takav tretman će biti štetan:

• razdoblje trudnoće;
• bolesti krvi;
• individualna netrpeljivost;
• kronične bolesti u akutnoj fazi;
• gnojni procesi;
• aktivna tuberkuloza;
• predispozicija za krvarenje;
• neoplazme.

Ove kontraindikacije treba uzeti u obzir kako ne biste naštetili vlastitom zdravlju. Previsok intenzitet zračenja može uzrokovati veliku štetu.

Što se tiče štetnosti IR u medicini iu proizvodnji, mogu se pojaviti opekline i jako crvenilo kože. U nekim slučajevima ljudi su razvili tumore na licu jer su bili dovoljno dugo izloženi ovom zračenju. Značajne štete od infracrvenog zračenja mogu rezultirati u obliku dermatitisa, a može doći i do toplinskog udara.

Infracrvene zrake su prilično opasne za oči, posebno u rasponu do 1,5 mikrona. Dugotrajna izloženost uzrokuje značajnu štetu, jer se pojavljuju fotofobija, katarakta i problemi s vidom. Dugotrajno izlaganje IR-u vrlo je opasno ne samo za ljude, već i za biljke. Pomoću optičkih instrumenata možete pokušati ispraviti svoj problem s vidom.

Utjecaj na biljke

Svima je poznato da IR imaju blagotvoran učinak na rast i razvoj biljaka. Na primjer, ako staklenik opremite infracrvenim grijačem, možete vidjeti zapanjujući rezultat. Zagrijavanje se provodi u infracrvenom spektru, gdje se promatra određena frekvencija, a val je jednak 50 000 nm. do 2.000.000 nm.

Ima ih dovoljno Zanimljivosti, prema kojem možete saznati da su sve biljke, živi organizmi pod utjecajem sunčeva svjetlost. Sunčevo zračenje ima određeni raspon koji se sastoji od 290 nm. – 3000 nm. Jednostavnim riječima, energija zračenja ima važna uloga u životu svake biljke.

S obzirom na zanimljivost i obrazovne činjenice, može se utvrditi da biljke trebaju svjetlo i solarna energija, jer su odgovorni za stvaranje klorofila i kloroplasta. Brzina svjetlosti utječe na izduživanje, nukleaciju stanica i procese rasta, vrijeme plodonošenja i cvjetanja.

Posebnosti mikrovalne pećnice

Kućne mikrovalne pećnice opremljene su mikrovalovima koji su nešto slabiji od gama zraka i X-zraka. Takve pećnice mogu izazvati ionizirajuće djelovanje, što predstavlja opasnost za ljudsko zdravlje. Mikrovalovi se nalaze u međuprostoru između infracrvenih i radio valova, pa takve pećnice ne mogu ionizirati molekule i atome. Radne mikrovalne pećnice ne utječu na ljude, jer se apsorbiraju u hranu, stvarajući toplinu.

Mikrovalne pećnice ne mogu emitirati radioaktivne čestice, stoga ne djeluju radioaktivno na hranu i žive organizme. Zato se ne treba brinuti da mikrovalne pećnice mogu naštetiti vašem zdravlju!

Infracrveno zračenje- elektromagnetsko zračenje, koje zauzima područje spektra između crvenog kraja vidljive svjetlosti (s valnom duljinom λ = 0,74 μm) i mikrovalnog zračenja (λ ~ 1-2 mm).

Optička svojstva tvari u infracrvenom zračenju bitno se razlikuju od njihovih svojstava u vidljivom zračenju. Na primjer, sloj vode od nekoliko centimetara je neproziran za infracrveno zračenje s λ = 1 μm. Infracrveno zračenje čini najveći dio zračenja žarulja sa žarnom niti, žarulja s izbojem u plinu i oko 50% zračenja Sunca; Neki laseri emitiraju infracrveno zračenje. Za registraciju koriste toplinske i fotoelektrične prijemnike, kao i posebne fotografske materijale.

Sada je cijeli raspon infracrvenog zračenja podijeljen u tri komponente:

• kratkovalno područje: λ = 0,74-2,5 µm;
• srednjevalno područje: λ = 2,5-50 µm;
• dugovalno područje: λ = 50-2000 µm;

Nedavno je dugovalni rub ovog raspona odvojen u zasebno, neovisno područje elektromagnetskih valova - teraherc zračenje(submilimetarsko zračenje).

Infracrveno zračenje naziva se i "toplinsko" zračenje, jer infracrveno zračenje zagrijanih predmeta ljudska koža percipira kao osjećaj topline. U tom slučaju valne duljine koje emitira tijelo ovise o temperaturi zagrijavanja: što je viša temperatura, to je valna duljina kraća i veći je intenzitet zračenja. Spektar zračenja apsolutno crnog tijela pri relativno niskim (do nekoliko tisuća Kelvina) temperaturama leži uglavnom u ovom području. Infracrveno zračenje emitiraju pobuđeni atomi ili ioni.

Povijest otkrića i opće karakteristike

Infracrveno zračenje otkrio je 1800. godine engleski astronom W. Herschel. Dok je proučavao Sunce, Herschel je tražio način da smanji zagrijavanje instrumenta kojim su vršena promatranja. Koristeći termometre za određivanje učinaka različitih dijelova vidljivog spektra, Herschel je otkrio da se "maksimum topline" nalazi iza zasićene crvene boje i, moguće, "izvan vidljive refrakcije". Ova studija označila je početak proučavanja infracrvenog zračenja.

Prethodno laboratorijski izvori Infracrveno zračenje proizvodila su isključivo vruća tijela ili električna pražnjenja u plinovima. Danas su stvoreni suvremeni izvori infracrvenog zračenja s podesivom ili fiksnom frekvencijom na temelju solid-state i molekularnih plinskih lasera. Za snimanje zračenja u bliskom infracrvenom području (do ~1,3 μm) koriste se posebne fotografske ploče. Fotoelektrični detektori i fotootpornici imaju širi raspon osjetljivosti (do otprilike 25 mikrona). Zračenje u dalekom infracrvenom području bilježe bolometri – detektori koji su osjetljivi na zagrijavanje infracrvenim zračenjem.

IR oprema naširoko se koristi u oba vojne opreme(primjerice za navođenje projektila), te u civilnim (primjerice u optičkim komunikacijskim sustavima). IR spektrometri koriste ili leće i prizme ili difrakcijske rešetke i zrcala kao optičke elemente. Kako bi se eliminirala apsorpcija zračenja u zraku, spektrometri za daleko IR područje proizvode se u vakuumskoj verziji.

Budući da su infracrveni spektri povezani s rotacijskim i vibracijskim kretanjima u molekuli, kao i s elektroničkim prijelazima u atomima i molekulama, IR spektroskopija omogućuje dobivanje važna informacija o građi atoma i molekula, kao i trakastoj strukturi kristala.

Primjena

Lijek

Infracrvene zrake koriste se u fizioterapiji.

Daljinski upravljač

Infracrvene diode i fotodiode naširoko se koriste u daljinskim upravljačima, sustavima automatizacije, sigurnosnim sustavima i nekim drugim Mobiteli(infracrveni port) itd. Infracrvene zrake ne odvlače pozornost osobe zbog svoje nevidljivosti.

Zanimljivo je da se infracrveno zračenje iz kućnog daljinskog upravljača lako snima digitalnom kamerom.

Prilikom slikanja

Infracrveni emiteri koriste se u industriji za sušenje lakiranih površina. Infracrvena metoda sušenja ima značajne prednosti u odnosu na tradicionalnu konvekcijsku metodu. Prije svega, ovo je, naravno, ekonomski učinak. Brzina i energija potrošena tijekom infracrvenog sušenja manja je od istih pokazatelja kod tradicionalnih metoda.

Sterilizacija hrane

Sterilizira infracrvenim zračenjem prehrambeni proizvodi u svrhu dezinfekcije.

Sredstvo protiv korozije

Infracrvene zrake koriste se za sprječavanje korozije površina premazanih lakom.

Industrija hrane

Posebnost korištenja IR zračenja u Industrija hrane je mogućnost prodiranja elektromagnetskog vala u kapilarno porozne proizvode kao što su žitarice, žitarice, brašno itd. do dubine od 7 mm. Ova vrijednost ovisi o prirodi površine, strukturi, svojstvima materijala i frekvencijskim karakteristikama zračenja. Elektromagnetski val određenog frekvencijskog raspona ima ne samo toplinski, već i biološki učinak na proizvod, pomažući ubrzanju biokemijskih transformacija u biološkim polimerima (škrob, proteini, lipidi). Transportne trake za sušenje mogu se uspješno koristiti pri skladištenju žitarica u žitnicama iu industriji mljevenja brašna.

Osim toga, infracrveno zračenje naširoko se koristi za zagrijavanje unutarnjih i vanjskih prostora. Infracrveni grijači koriste se za organiziranje dodatnog ili glavnog grijanja u sobama (kuće, stanovi, uredi itd.), Kao i za lokalno grijanje vanjskog prostora (kafići na otvorenom, sjenice, verande).

Nedostatak je znatno veća neravnomjernost zagrijavanja koja u nekim slučajevima tehnološki procesi potpuno neprihvatljivo.

Provjera autentičnosti novca

Infracrveni emiter koristi se u uređajima za provjeru novca. Primijenjene na novčanici kao jedan od zaštitnih elemenata, specijalne metameričke tinte mogu se vidjeti isključivo u infracrvenom području. Infracrveni detektori valuta su uređaji za provjeru autentičnosti novca bez grešaka. Nanošenje infracrvenih oznaka na novčanicu, za razliku od ultraljubičastih, je skupo za krivotvoritelje i stoga nije ekonomski isplativo. Stoga je detektora novčanica s ugrađenim IC emiterom, danas, najviše pouzdana zaštita od krivotvorina.

Opasnost po zdravlje

Jako infracrveno zračenje u vrućim područjima može uzrokovati opasnost za oči. Najopasnije je kada zračenje nije popraćeno vidljivom svjetlošću. Na takvim mjestima potrebno je nositi posebnu zaštitu za oči.

vidi također

Drugi načini prijenosa topline

Metode registracije (snimanja) IR spektara.

Bilješke

Linkovi

Da bismo razumjeli princip rada infracrvenih emitera, potrebno je zamisliti bit takvog fizičkog fenomena kao što je infracrveno zračenje.

Infracrveno područje i valna duljina

Infracrveno zračenje je vrsta elektromagnetska radijacija, zauzimajući područje od 0,77 do 340 mikrona u spektru elektromagnetskih valova. U ovom slučaju, raspon od 0,77 do 15 mikrona smatra se kratkovalnim, od 15 do 100 mikrona - srednjim valom, a od 100 do 340 - dugim valom.

Kratkovalni dio spektra je susjedan vidljivo svjetlo, a dugovalni se stapa s područjem ultrakratkih radio valova. Stoga infracrveno zračenje ima i svojstva vidljive svjetlosti (širi se pravocrtno, reflektira se, lomi poput vidljive svjetlosti) i svojstva radio valova (može prolaziti kroz neke materijale koji su neprozirni za vidljivo zračenje).

Infracrveni odašiljači s površinskom temperaturom od 700 C do 2500 C imaju valnu duljinu od 1,55-2,55 mikrona i nazivaju se "svjetlost" - po valnoj su duljini bliži vidljivom svjetlu, odašiljači s nižom površinskom temperaturom imaju duža dužina valovi se nazivaju "tamni".

Izvori infracrvenog zračenja

Općenito govoreći, svako tijelo zagrijano na određenu temperaturu emitira Termalna energija u infracrvenom području spektra elektromagnetskih valova i može prenijeti tu energiju izmjenom topline zračenjem na druga tijela. Prijenos energije događa se s tijela s višom temperaturom na tijelo s nižom temperaturom, a različita tijela imaju različite sposobnosti emitiranja i apsorpcije, što ovisi o prirodi dvaju tijela, stanju njihove površine itd.

Elektromagnetsko zračenje ima kvantno-fotonski karakter. U interakciji s materijom, foton apsorbiraju atomi tvari, prenoseći im svoju energiju. Istodobno se povećava energija toplinskih vibracija atoma u molekulama tvari, tj. energija zračenja prelazi u toplinu.

Bit grijanja zračenjem je da plamenik, kao izvor zračenja, stvara, formira u prostoru i usmjerava toplinsko zračenje u zonu grijanja. Dospijeva na ogradne konstrukcije (pod, zidovi), tehnološka oprema, ljudi u zoni zračenja apsorbiraju ih i zagrijavaju. Tok zračenja, apsorbiran od strane površina, odjeće i ljudske kože, stvara toplinsku udobnost bez povećanja temperature okoline. Zrak u grijanim prostorijama, iako ostaje gotovo proziran za infracrveno zračenje, zagrijava se zbog “sekundarne topline”, tj. konvekcija od struktura i objekata zagrijanih zračenjem.

Svojstva i primjena infracrvenog zračenja

Utvrđeno je da izlaganje grijanju infracrvenim zračenjem povoljno djeluje na čovjeka. Ako toplinsko zračenje valne duljine veće od 2 mikrona percipira uglavnom koža, a nastala toplinska energija se provodi unutra, tada zračenje valne duljine do 1,5 mikrona prodire u površinu kože, djelomično je zagrijava, dopire do mreže krvne žile i izravno povećava temperaturu krvi. Pri određenom intenzitetu protoka topline, njegov utjecaj izaziva ugodan toplinski osjećaj. S grijanjem zračenjem ljudsko tijelo najveći dio viška topline predaje konvekcijom okolnom zraku, kojeg ima više niske temperature. Ovaj oblik prijenosa topline djeluje osvježavajuće i blagotvorno djeluje na dobrobit.

U našoj zemlji proučavanje tehnologije infracrvenog grijanja provodi se od 30-ih godina 20. stoljeća primjenom na poljoprivreda, i za industriju.

Provedena medicinska i biološka istraživanja omogućila su utvrđivanje da infracrveni sustavi grijanja potpunije odgovaraju specifičnostima stočarskih objekata od konvektivnih centralnih ili zračnih sustava grijanja. Prije svega, zbog činjenice da kod infracrvenog grijanja temperatura unutarnjih površina ograda, posebno poda, prelazi temperaturu zraka u prostoriji. Ovaj faktor ima blagotvoran učinak na toplinsku ravnotežu životinja, eliminirajući intenzivan gubitak topline.

Infracrveni sustavi koji rade zajedno sa sustavima prirodne ventilacije omogućuju smanjenje relativna vlažnost zraka do standardne vrijednosti(na farmama svinja i teladi do 70-75% i niže).

Kao rezultat rada ovih sustava, uvjeti temperature i vlažnosti u prostorijama postižu povoljne parametre.

Korištenje sustava grijanja zračenjem za poljoprivredne zgrade omogućuje ne samo stvaranje potrebne uvjete mikroklimu, ali i intenzivirati proizvodnju. U mnogim farmama u Baškiriji (kolhoza Lenjina, Nurimanova kolektivna farma) značajno se povećala proizvodnja potomaka nakon uvođenja infracrvenog grijanja (povećanje prasenja zimi za 4 puta), a sigurnost mladih životinja povećana je (od 72,8% do 97,6%).

Trenutno je infracrveni sustav grijanja instaliran i radi jednu sezonu u poduzeću Chuvash Broiler u predgrađu Cheboksarija. Prema ocjenama voditelja farmi, u razdoblju minimalnih zimskih temperatura -34-36 C, sustav je radio bez prekida i osiguravao potrebnu toplinu za uzgoj peradi za meso (podni držač) u trajanju od 48 dana. Trenutno se razmatra pitanje opremanja preostalih peradarnika infracrvenim sustavima.