La radiazione infrarossa è naturale vista naturale radiazione. Ogni persona ne è esposta quotidianamente. Gran parte dell'energia del Sole arriva sul nostro pianeta sotto forma di raggi infrarossi. Tuttavia, nel mondo moderno ci sono molti dispositivi che utilizzano la radiazione infrarossa. Può influenzare il corpo umano in vari modi. Dipende in gran parte dal tipo e dallo scopo dell'utilizzo di questi stessi dispositivi.
La radiazione infrarossa, o raggi IR, è un tipo di radiazione elettromagnetica che occupa la regione spettrale dalla luce rossa visibile (che è caratterizzata da una lunghezza d'onda di 0,74 micron) alla radiazione radio a onde corte (con una lunghezza d'onda di 1-2 mm). Questa è una regione abbastanza ampia dello spettro, quindi è ulteriormente suddivisa in tre regioni:
Nel 1800, uno scienziato inglese, W. Herschel, osservò che nella parte invisibile dello spettro solare (al di fuori della luce rossa), la temperatura del termometro aumenta. Successivamente si è dimostrata la subordinazione della radiazione infrarossa alle leggi dell'ottica e si è giunti a una conclusione sul suo rapporto con la luce visibile.
Grazie al lavoro del fisico sovietico A. A. Glagoleva-Arkadyeva, che ricevette onde radio con λ = 80 μm (gamma IR) nel 1923, fu provata sperimentalmente l'esistenza di una transizione continua dalla radiazione visibile alla radiazione IR e alle onde radio. Pertanto, è stata tratta una conclusione sulla loro natura elettromagnetica comune.
Quasi tutto in natura è in grado di emettere lunghezze d'onda corrispondenti allo spettro infrarosso, il che significa che il corpo umano non fa eccezione. Sappiamo tutti che tutto intorno è composto da atomi e ioni, anche umani. E queste particelle eccitate sono in grado di emettere e possono passare in uno stato eccitato sotto l'influenza di vari fattori, ad esempio scariche elettriche o se riscaldate. Quindi, nello spettro di emissione della fiamma di una stufa a gas c'è una banda con λ=2,7 µm da molecole d'acqua e con λ=4,2 µm da anidride carbonica.
Utilizzando determinati dispositivi a casa e al lavoro, raramente ci poniamo domande sull'effetto delle radiazioni infrarosse sul corpo umano. Nel frattempo, i riscaldatori a infrarossi sono piuttosto popolari oggi. La loro differenza fondamentale rispetto ai radiatori a olio e ai convettori è la capacità di riscaldare non l'aria stessa direttamente, ma tutti gli oggetti nella stanza. Cioè, i mobili, i pavimenti e le pareti vengono prima riscaldati, quindi emettono il loro calore nell'atmosfera. Allo stesso tempo, la radiazione infrarossa ha anche un effetto sugli organismi: una persona e i suoi animali domestici.
I raggi IR sono anche ampiamente utilizzati nella trasmissione di dati e nel controllo remoto. In molti cellulari ci sono porte a infrarossi progettate per scambiare file tra di loro. E tutti i telecomandi dei condizionatori d'aria, centri musicali, i televisori, alcuni giocattoli controllabili per bambini utilizzano anche i raggi elettromagnetici nella gamma degli infrarossi.
Più importanza i raggi infrarossi hanno per l'industria aerospaziale e militare. Sulla base di fotocatodi sensibili alla radiazione infrarossa (fino a 1,3 micron), vengono creati (vari binocoli, mirini, ecc.). Consentono, mentre irradiano contemporaneamente oggetti con radiazioni infrarosse, di mirare o osservare nell'oscurità assoluta.
Grazie ai ricevitori di raggi infrarossi altamente sensibili creati, la produzione di missili homing è diventata possibile. I sensori nella loro testa reagiscono alla radiazione IR del bersaglio, che di solito è più calda dell'ambiente, e guidano il missile verso il bersaglio. Il rilevamento di parti riscaldate di navi, aerei, serbatoi con l'aiuto di rilevatori di direzione del calore si basa sullo stesso principio.
Localizzatori IR e telemetri possono rilevare vari oggetti nella completa oscurità e misurare la distanza da essi. Dispositivi speciali - che emettono nella regione dell'infrarosso, vengono utilizzati per le comunicazioni spaziali e terrestri a lungo raggio.
Uno dei più comuni è lo studio degli spettri di emissione e assorbimento nella regione IR. Viene utilizzato nello studio delle caratteristiche dei gusci di elettroni degli atomi, per determinare le strutture di varie molecole e, inoltre, in qualità e analisi quantitativa miscele di varie sostanze.
A causa delle differenze nei coefficienti di diffusione, trasmissione e riflessione dei corpi nei raggi visibili e IR, le fotografie scattate in varie condizioni, sono leggermente diversi. Le immagini a infrarossi spesso mostrano più dettagli. Tali immagini sono ampiamente utilizzate in astronomia.
I primi dati scientifici sull'effetto delle radiazioni infrarosse sul corpo umano risalgono agli anni '60. L'autore della ricerca è il medico giapponese Tadashi Ishikawa. Nel corso dei suoi esperimenti, è stato in grado di stabilire che i raggi infrarossi tendono a penetrare in profondità nel corpo umano. Allo stesso tempo, si verificano processi di termoregolazione, simili alla reazione allo stare in una sauna. Tuttavia, la sudorazione inizia a una temperatura ambiente più bassa (è di circa 50 ° C) e il riscaldamento degli organi interni avviene molto più in profondità.
Durante tale riscaldamento, la circolazione sanguigna aumenta, i vasi degli organi respiratori, il tessuto sottocutaneo e la pelle si espandono. Tuttavia, l'esposizione prolungata alle radiazioni infrarosse su una persona può causare un colpo di calore e le forti radiazioni infrarosse portano a ustioni di vario grado.
C'è un piccolo elenco di misure volte a ridurre il rischio di esposizione alle radiazioni infrarosse sul corpo umano:
Le radiazioni infrarosse che colpiscono il corpo umano portano a un miglioramento della circolazione sanguigna grazie alla vasodilatazione, una migliore saturazione di organi e tessuti con l'ossigeno. Inoltre, un aumento della temperatura corporea ha un effetto analgesico dovuto all'effetto dei raggi sulle terminazioni nervose della pelle.
È stato notato che operazioni chirurgiche, effettuati sotto l'azione della radiazione infrarossa, presentano diversi vantaggi:
Nei pazienti con ustioni, la radiazione infrarossa crea la possibilità di rimuovere la necrosi e di eseguire l'autoplastica in una fase precedente. Inoltre, la durata della febbre è ridotta, l'anemia e l'ipoproteinemia sono meno pronunciate e la frequenza delle complicanze è ridotta.
È stato dimostrato che le radiazioni IR possono indebolire l'effetto di alcuni pesticidi aumentando l'immunità aspecifica. Molti di noi conoscono il trattamento della rinite e alcune altre manifestazioni del comune raffreddore con lampade IR blu.
Vale la pena notare che anche i danni causati dalle radiazioni infrarosse per il corpo umano possono essere molto significativi. I casi più evidenti e comuni sono ustioni cutanee e dermatiti. Possono verificarsi con un'esposizione troppo lunga alle onde deboli dello spettro infrarosso o durante un'intensa irradiazione. Se parliamo di procedure mediche, raramente, ma comunque, colpi di calore, astenia ed esacerbazione del dolore si verificano con un trattamento improprio.
Le ustioni agli occhi sono uno dei problemi moderni. I più pericolosi per loro sono i raggi IR con lunghezze d'onda comprese tra 0,76 e 1,5 micron. Sotto la loro influenza, il cristallino e l'umore acqueo si riscaldano, il che può portare a vari disturbi. Uno degli effetti collaterali più comuni è la fotofobia. Questo dovrebbe essere ricordato dai bambini che giocano con i puntatori laser e dai saldatori che trascurano i dispositivi di protezione individuale.
Il trattamento con radiazioni infrarosse è locale e generale. Nel primo caso viene eseguita un'azione locale su una certa parte del corpo e nel secondo l'intero corpo è esposto all'azione dei raggi. Il corso del trattamento dipende dalla malattia e può variare da 5 a 20 sessioni di 15-30 minuti. Quando si eseguono procedure prerequisitoè l'uso di dispositivi di protezione. Per mantenere la salute degli occhi, vengono utilizzati speciali cuscinetti o occhiali di cartone.
Dopo la prima procedura, sulla superficie della pelle appare un rossore con bordi indistinti, che passa in circa un'ora.
Con la disponibilità di molti dispositivi medici, le persone li acquistano per uso individuale. Tuttavia, va ricordato che tali dispositivi devono soddisfare requisiti speciali ed essere utilizzati nel rispetto delle norme di sicurezza. Ma soprattutto, è importante capire che, come qualsiasi dispositivo medico, gli emettitori di onde a infrarossi non possono essere utilizzati per una serie di malattie.
| Lunghezza d'onda, µm | Azione utile |
| 9,5 micron | Azione immunocorrettiva negli stati di immunodeficienza causati da fame, avvelenamento da tetracloruro di carbonio, uso di immunosoppressori. Porta al ripristino dei normali parametri del collegamento cellulare dell'immunità. |
| 16,25 micron | Azione antiossidante. Viene effettuato a causa della formazione di radicali liberi da superossidi e idroperossidi e della loro ricombinazione. |
| 8,2 e 6,4 µm | Azione antibatterica e normalizzazione della microflora intestinale dovuta all'influenza sulla sintesi degli ormoni delle prostaglandine, che porta ad un effetto immunomodulante. |
| 22,5 micron | Porta al trasferimento di molti composti insolubili, come coaguli di sangue e placche aterosclerotiche, in uno stato solubile, consentendo loro di essere rimossi dal corpo. |
Pertanto, uno specialista qualificato, un medico esperto dovrebbe selezionare un corso di terapia. A seconda della lunghezza delle onde infrarosse emesse, i dispositivi possono essere utilizzati per scopi diversi.
Possiamo farlo? No.
Siamo tutti abituati al fatto che i fiori sono rossi, le superfici nere non riflettono la luce, la Coca-Cola è opaca, niente può essere illuminato con un saldatore caldo come una lampadina, e i frutti si possono facilmente distinguere per il loro colore. Ma immaginiamo per un momento di poter vedere non solo il campo del visibile (ih ih), ma anche il vicino infrarosso. La luce del vicino infrarosso non è affatto ciò che può essere visto. È più vicino alla luce visibile che alla radiazione termica. Ma ha un numero caratteristiche interessanti- gli oggetti che sono spesso completamente opachi nel campo del visibile sono perfettamente traslucidi alla luce infrarossa - un esempio nella prima foto.
La superficie nera della piastrella è trasparente agli infrarossi e, con l'aiuto di una telecamera in cui il filtro viene rimosso dalla matrice, è possibile vedere parte della scheda e l'elemento riscaldante.
Tanto per cominciare, una piccola digressione. Ciò che chiamiamo luce visibile è solo una banda stretta di radiazione elettromagnetica.
Qui, ad esempio, ho preso questa immagine da Wikipedia: 
Semplicemente non vediamo nient'altro che questa piccola parte dello spettro. E le macchine fotografiche prodotte dalle persone sono inizialmente castrate per ottenere la somiglianza tra una fotografia e la visione umana. La matrice della fotocamera è in grado di vedere lo spettro infrarosso, ma questa funzione viene rimossa da un filtro speciale (si chiama Hot-mirror), altrimenti le immagini sembreranno alquanto insolite per l'occhio umano. Ma se questo filtro viene rimosso ...
Dovrebbe esserci un sottile pezzo di vetro sulla matrice, possibilmente con una sfumatura verdastra o rossastra. Se non c'è, guarda la parte "lente". Se non c'è, molto probabilmente tutto va male: è depositato sulla matrice o su uno degli obiettivi e sarà più problematico rimuoverlo che trovare una normale fotocamera.
Se lo è, dobbiamo rimuoverlo il più accuratamente possibile senza danneggiare la matrice. Allo stesso tempo, si è rotto per me e ho dovuto soffiare frammenti di vetro dalla matrice per molto tempo.
Purtroppo ho perso le mie foto, quindi mostrerò una foto dal suo blog, che ha fatto la stessa cosa, ma con una webcam. 
Quel frammento di vetro nell'angolo è solo il filtro. Era filtro.
Rimettendo tutto insieme, tenendo conto che quando si cambia lo spazio tra l'obiettivo e la matrice, la fotocamera non sarà in grado di mettere a fuoco correttamente: otterrai una fotocamera miope o lungimirante. Mi ci sono volute tre volte per montare e smontare la fotocamera per ottenere il corretto funzionamento del meccanismo di messa a fuoco automatica.
Ora puoi finalmente assemblare il tuo telefono e iniziare a esplorare questo nuovo mondo!
Il mantello è passato dal nero al rosa! Bene, a parte i pulsanti. 
Anche la parte nera del cacciavite si è illuminata. Ma al telefono, questo destino è toccato solo all'anello del joystick, il resto è coperto da una vernice diversa, che non riflette IR. Così come la docking station in plastica per il telefono in background. 
Le pillole sono passate dal verde al viola. 
Entrambe le sedie dell'ufficio erano passate anche dal nero gotico a colori incomprensibili. 
L'ecopelle è rimasta nera, mentre il tessuto è risultato essere rosa. 
Lo zaino (è sullo sfondo della foto precedente) è diventato ancora peggio: quasi tutto è diventato lilla. 
Come una borsa fotografica. E la copertina dell'e-book 
Il passeggino è passato dal blu al viola previsto. Una patch retroriflettente, chiaramente visibile in una fotocamera convenzionale, non è affatto visibile in IR. 
La vernice rossa, il più vicino alla parte dello spettro di cui abbiamo bisogno, riflettendo la luce rossa, cattura anche parte dell'IR. Di conseguenza, il colore rosso si illumina notevolmente. 
Inoltre, tutta la vernice rossa che ho notato ha questa proprietà. 
L'accendino, la cui luce in una foto normale è abbastanza paragonabile all'illuminazione di sfondo in modalità IR, ha bloccato i miseri tentativi dei lampioni. Lo sfondo non è nemmeno visibile nella foto: la fotocamera intelligente ha elaborato il cambiamento di luminosità riducendo l'esposizione. 
Il saldatore si illumina come una piccola lampadina quando riscaldato. E nella modalità di mantenimento in caldo, ha una luce rosa tenue. E dicono che la saldatura non è da ragazze! 
Il bruciatore sembra quasi lo stesso - beh, tranne per il fatto che la torcia è un po 'più lontana (alla fine, la temperatura scende abbastanza rapidamente e ad un certo punto smette già di brillare nella luce visibile, ma brilla ancora in IR). 
Ma se riscaldi un'asta di vetro con un bruciatore, il vetro inizierà a brillare abbastanza brillantemente nell'IR e l'asta agirà come una guida d'onda (punta luminosa) 
Inoltre, lo stick si illuminerà a lungo anche dopo che il riscaldamento si interrompe. 
E l'essiccatore della stazione ad aria calda sembra generalmente una torcia con una rete. 
Il cortile sembra un po' strano di notte: erba lilla e molto più chiara. Laddove la fotocamera nel campo del visibile non può più farcela ed è costretta ad aumentare gli ISO (grana nella parte superiore), la fotocamera senza filtro IR ha abbastanza luce con un margine. 
Questa foto si è rivelata una situazione divertente - lo stesso albero è illuminato da due lanterne con lampade diverse - a sinistra con una lampada NL (lampione stradale arancione) ea destra - LED. Il primo nello spettro di emissione ha IR e quindi, nella fotografia, il fogliame sottostante appare viola chiaro. 
E il LED non ha IR, ma solo luce visibile (quindi, le lampade a LED sono più efficienti dal punto di vista energetico - l'energia non viene sprecata emettendo radiazioni non necessarie che una persona non vedrà comunque). Pertanto, il fogliame deve riflettere ciò che è.
E se guardi la casa la sera, noterai che finestre diverse hanno una tonalità diversa: alcune sono viola brillante, mentre altre sono gialle o bianche. In quegli appartamenti le cui finestre si illuminano di viola (freccia blu), le lampade a incandescenza sono ancora utilizzate: una spirale calda brilla su tutti in modo uniforme sull'intero spettro, catturando sia la gamma UV che IR. Negli ingressi vengono utilizzate lampade a risparmio energetico a luce bianca fredda (freccia verde) e in alcuni appartamenti vengono utilizzate lampade fluorescenti a luce calda (freccia gialla). 
Alba. Solo alba. 
Tramonto. Solo un tramonto. L'intensità della luce solare non è sufficiente per un'ombra, ma nella gamma degli infrarossi (forse a causa della diversa rifrazione della luce da diverse lunghezze d'onda, o per la permeabilità dell'atmosfera), le ombre sono perfettamente visibili. 
Interessante. Nel nostro corridoio, una lampada si è spenta e la luce era a malapena lì, e la seconda no. Nella luce a infrarossi, è vero il contrario: una lampada spenta brilla molto più luminosa di una viva. 
Citofono. Più precisamente, la cosa accanto, che ha telecamere e una retroilluminazione che si accende al buio. È così luminoso che è visibile su una fotocamera convenzionale, ma per gli infrarossi è quasi un riflettore. 
La retroilluminazione può essere attivata anche durante il giorno coprendo il sensore di luce con il dito. 
Illuminazione CCTV. La fotocamera stessa non aveva una retroilluminazione, quindi era fatta di merda e bastoncini. Non è molto luminoso, perché è stata scattata durante il giorno. 
Le mele verdi sono diventate gialle e le mele rosse sono diventate lilla brillante! 
I peperoni bianchi sono diventati gialli. E i soliti cetrioli verdi sono una specie di frutto alieno. 
I fiori luminosi sono diventati quasi monocromatici: 
Il fiore quasi non differisce per colore dall'erba circostante. 
E le bacche luminose sul cespuglio sono diventate molto difficili da vedere nel fogliame. 
Perché le bacche - anche il fogliame multicolore è diventato monofonico. 
Insomma, non sarà più possibile scegliere i frutti in base al loro colore. Dovremo chiedere al venditore, ha una vista normale. 
La clorofilla è responsabile di questo. Ecco il suo spettro di assorbimento: 
Ciò è molto probabilmente dovuto al fatto che la pianta si protegge dalle radiazioni ad alta energia regolando gli spettri di assorbimento in modo tale da ricevere sia l'energia per l'esistenza che non essere seccata da un sole troppo generoso.
E questo è lo spettro di radiazione del sole (più precisamente quella parte dello spettro solare che raggiunge la superficie terrestre):
A proposito, se non vuoi perderti l'epopea della teiera o vuoi vedere tutti i nuovi post della nostra azienda, puoi iscriverti a (pulsante iscriviti)
tag:
INTRODUZIONE
L'imperfezione della propria natura, compensata dalla flessibilità dell'intelletto, spingeva costantemente una persona alla ricerca. Il desiderio di volare come un uccello, nuotare come un pesce o, diciamo, vedere di notte come un gatto, si è incarnato nella realtà quando sono state acquisite le conoscenze e la tecnologia richieste. La ricerca scientifica è stata spesso stimolata dalle esigenze dell'attività militare ei risultati sono stati determinati dal livello tecnologico esistente.
Ampliare il campo visivo per visualizzare informazioni inaccessibili alla vista è uno dei compiti più difficili, poiché richiede una formazione scientifica seria e una base tecnica ed economica significativa. I primi risultati positivi in questa direzione si ottennero negli anni '30. Il problema dell'osservazione in condizioni di scarsa illuminazione ha acquisito particolare rilevanza durante la seconda guerra mondiale.
Naturalmente, gli sforzi profusi in questa direzione hanno portato a progressi nella ricerca scientifica, nella medicina, nelle tecnologie della comunicazione e in altri campi.
FISICA DELLE RADIAZIONI INFRAROSSE
Radiazione infrarossa
- radiazioni elettromagnetiche, che occupa la regione spettrale tra l'estremità rossa della luce visibile (con una lunghezza d'onda (= 
m) ed emissione radio a onde corte ( 
=
m) La radiazione infrarossa fu scoperta nel 1800 dallo scienziato inglese W. Herschel. 123 anni dopo la scoperta della radiazione infrarossa, il fisico sovietico A.A. Glagoleva-Arkadyeva ha ricevuto onde radio con una lunghezza d'onda di circa 80 micron, ad es. situato nella gamma di lunghezze d'onda dell'infrarosso. Ciò ha dimostrato che la luce, i raggi infrarossi e le onde radio sono della stessa natura, sono tutte solo varietà di onde elettromagnetiche ordinarie.
La radiazione infrarossa è anche chiamata radiazione "termica", poiché tutti i corpi, solidi e liquidi, riscaldati a una certa temperatura, irradiano energia nello spettro infrarosso.
FONTI IR
PRINCIPALI FONTI DI RADIAZIONE IR DI ALCUNI OGGETTI
|
Radiazioni infrarosse da missili balistici e oggetti spaziali |
radiazione infrarossa degli aerei |
Radiazione infrarossa navi di superficie |
|
torcia in marcia motore, che è un flusso di gas in fiamme che trasporta particelle solide sospese di cenere e fuliggine, che si formano durante la combustione del carburante per razzi. Corpo a razzo. Terra che riflette alcuni dei raggi del sole che la colpiscono. La Terra stessa. |
Radiazioni provenienti dal Sole, dalla Terra, dalla Luna e da altre sorgenti riflesse dalla cellula dell'aeromobile. Autoirradiazione del tubo di prolunga e dell'ugello di un motore a turbogetto o dei tubi di scarico di motori alternativi. Radiazione termica propria del getto di gas di scarico. Radiazione termica propria della pelle dell'aereo, che si verifica a causa del riscaldamento aerodinamico durante il volo ad alta velocità. |
Involucro del camino. scarico foro del camino |
PRINCIPALI PROPRIETA' DELLA RADIAZIONE IR
1. Passa per dei corpi opachi, anche per la pioggia,
foschia, neve.
2. Produce un effetto chimico sulle lastre fotografiche.
3. Assorbito dalla sostanza, la riscalda.
4. Provoca un effetto fotoelettrico interno al germanio.
5. Invisibile.
6. Capace di fenomeni di interferenza e diffrazione.
7. Registrazione con metodi termici, fotoelettrici e
fotografico.
CARATTERISTICHE IR
Attenuazione fisica riflessa intrinseca
oggetti termici IR Radiazione IR caratteristiche IR
radiazione di radiazione negli sfondi di radiazione dell'atmosfera
|
Caratteristiche |
Principale concetti |
|
Radiazione termica propria di corpi riscaldati |
Il concetto fondamentale è un corpo assolutamente nero. Un corpo assolutamente nero è un corpo che assorbe tutta la radiazione incidente su di esso a qualsiasi lunghezza d'onda. Distribuzione dell'intensità della radiazione del corpo nero (s/n di Planck): C2=1,44* Densità di radiazione integrale - Legge di Stefan - Boltzmann: |
|
Radiazione IR riflessa dagli oggetti |
La massima radiazione solare, che determina la componente riflessa, corrisponde a lunghezze d'onda inferiori a 0,75 μm e il 98% dell'energia totale della radiazione solare cade sulla regione spettrale fino a 3 μm. Spesso questa lunghezza d'onda è considerata il confine, separando la componente riflessa (solare) e quella intrinseca della radiazione IR degli oggetti. Pertanto, si può presumere che nella parte vicina dello spettro IR (fino a 3 μm) la componente riflessa sia determinante e la distribuzione della radianza sugli oggetti dipenda dalla distribuzione del coefficiente di riflessione e dell'irradianza. Per la parte più lontana dello spettro IR, l'autoirradiazione degli oggetti è decisiva e la distribuzione della radianza sulla loro area dipende dalla distribuzione dell'emissività e della temperatura. Nella parte delle onde medie dello spettro IR, devono essere presi in considerazione tutti e quattro i parametri. |
|
Attenuazione della radiazione IR nell'atmosfera |
Nella gamma di lunghezze d'onda IR, ci sono diverse finestre di trasparenza e la dipendenza della trasmissione atmosferica dalla lunghezza d'onda ha una forma molto complessa. L'attenuazione della radiazione IR è determinata dalle bande di assorbimento del vapore acqueo e dei componenti gassosi, principalmente anidride carbonica e ozono, nonché dai fenomeni di diffusione della radiazione. Vedi figura "Assorbimento IR". |
|
Caratteristiche fisiche dei fondali di radiazione IR |
La radiazione IR ha due componenti: la propria radiazione termica e la radiazione riflessa (diffusa) dal Sole e da altre sorgenti esterne. Nell'intervallo di lunghezze d'onda inferiori a 3 μm, domina la radiazione solare riflessa e diffusa. In questo intervallo di lunghezze d'onda, di regola, si può trascurare la radiazione termica intrinseca dei fondali. Al contrario, nell'intervallo di lunghezze d'onda superiori a 4 μm, predomina la radiazione termica intrinseca dei fondali e può essere trascurata la radiazione solare riflessa (diffusa). La gamma di lunghezze d'onda di 3-4 micron è, per così dire, transitoria. In questo intervallo si osserva un minimo pronunciato della luminosità delle formazioni di fondo. |
ASSORBIMENTO IR
Spettro di trasmissione atmosferica nel vicino e medio infrarosso (1,2-40 µm) al livello del mare (curva inferiore nei grafici) ea quota 4000 m (curva superiore); nell'intervallo submillimetrico (300-500 micron), la radiazione non raggiunge la superficie terrestre.
IMPATTO SULL'UOMO
Sin dai tempi antichi, le persone erano ben consapevoli del potere benefico del calore o, in termini scientifici, della radiazione infrarossa.
Nello spettro infrarosso c'è una regione con lunghezze d'onda da circa 7 a 14 micron (la cosiddetta parte a lunghezza d'onda lunga della gamma infrarossa), che ha un effetto davvero unico sul corpo umano. azione utile. Questa parte della radiazione infrarossa corrisponde alla radiazione del corpo umano stesso con un massimo ad una lunghezza d'onda di circa 10 micron. Pertanto, il nostro corpo percepisce qualsiasi radiazione esterna con lunghezze d'onda come "proprie". La più famosa fonte naturale di raggi infrarossi sulla nostra Terra è il Sole, e la più famosa fonte artificiale di raggi infrarossi a onde lunghe in Rus' è la stufa russa, e ogni persona ha sicuramente sperimentato i loro effetti benefici. La cottura degli alimenti con le onde a infrarossi rende gli alimenti particolarmente gustosi, preserva vitamine e minerali e non ha nulla a che fare con i forni a microonde.
Influenzando il corpo umano nella parte ad onda lunga della gamma dell'infrarosso, si può ottenere un fenomeno chiamato "assorbimento risonante", in cui l'energia esterna sarà attivamente assorbita dal corpo. Come risultato di questo effetto, l'energia potenziale della cellula corporea aumenta e l'acqua non legata la lascia, l'attività di specifiche strutture cellulari aumenta, il livello di immunoglobuline aumenta, l'attività di enzimi ed estrogeni aumenta e si verificano altre reazioni biochimiche. Questo vale per tutti i tipi di cellule del corpo e sangue.
CARATTERISTICHE DELLE IMMAGINI IR DEGLI OGGETTI
|
Le immagini a infrarossi hanno una distribuzione insolita dei contrasti tra oggetti noti per l'osservatore a causa di una diversa distribuzione delle caratteristiche ottiche delle superfici degli oggetti nella gamma IR rispetto alla parte visibile dello spettro. La radiazione IR consente di rilevare oggetti nelle immagini IR che non sono visibili nelle normali fotografie. È possibile identificare le aree di alberi e arbusti danneggiati, nonché rivelare l'uso della vegetazione appena tagliata per mascherare gli oggetti. La diversa trasmissione dei toni nelle immagini ha portato alla realizzazione della cosiddetta ripresa multizona, in cui la stessa sezione del piano degli oggetti viene fotografata contemporaneamente in diverse zone dello spettro da una telecamera multizona. |
|
Un'altra caratteristica delle immagini IR, caratteristica delle mappe termiche, è che, oltre alla radiazione riflessa, la loro formazione coinvolge anche la radiazione intrinseca, e in alcuni casi solo essa. L'auto-radiazione è determinata dall'emissività delle superfici degli oggetti e dalla loro temperatura. Ciò consente di identificare le superfici riscaldate o le loro aree su mappe termiche completamente invisibili nelle fotografie e di utilizzare le immagini termiche come fonte di informazioni sullo stato di temperatura di un oggetto. |
|
Le immagini IR forniscono anche informazioni sugli oggetti che non sono più presenti al momento dello scatto. Quindi, ad esempio, sulla superficie del sito nel parcheggio dell'aeromobile, viene conservato per qualche tempo il suo ritratto termico, che può essere registrato su un'immagine IR. |
|
La quarta caratteristica delle mappe di calore è la possibilità di registrare oggetti sia in assenza di radiazione incidente che in assenza di differenze di temperatura; solo a causa delle differenze nell'emissività delle loro superfici. Questa proprietà consente di osservare oggetti nella completa oscurità e in tali condizioni in cui le differenze di temperatura sono equalizzate a impercettibili. In tali condizioni, le superfici metalliche non verniciate a bassa emissività sono particolarmente chiaramente identificate sullo sfondo di oggetti non metallici che sembrano più chiari ("scuri"), sebbene le loro temperature siano le stesse. |
|
Un'altra caratteristica delle mappe di calore è legata al dinamismo dei processi termici che si verificano durante il giorno: in connessione con il naturale andamento quotidiano delle temperature, tutti gli oggetti sulla superficie terrestre partecipano a un processo di scambio termico in continuo movimento. La temperatura di ciascun corpo dipende dalle condizioni di scambio termico, Proprietà fisiche ambiente, proprietà proprie di un dato oggetto (capacità termica, conducibilità termica), ecc. A seconda di questi fattori, il rapporto di temperatura degli oggetti adiacenti cambia durante il giorno, quindi le mappe di calore ottenute in momenti diversi anche dagli stessi oggetti differiscono tra loro . |
APPLICAZIONE DELLA RADIAZIONE INFRAROSSA
Nel ventunesimo secolo iniziò l'introduzione della radiazione infrarossa nelle nostre vite. Ora trova applicazione nell'industria e nella medicina, nella vita quotidiana e nell'agricoltura. È versatile e può essere utilizzato per un'ampia varietà di scopi. Sono utilizzati nella scienza forense, nella fisioterapia, nell'industria per l'essiccazione di prodotti verniciati, nelle pareti degli edifici, nel legno, nella frutta. Ottieni immagini di oggetti nell'oscurità, dispositivi per la visione notturna (binocoli notturni), nebbia.
Dispositivi per la visione notturna: la storia delle generazioni
|
Generazione zero |
||
|
"Vetro di tela" |
Sistemi a tre e due elettrodi |
|
|
|
Fotocatodo Polsino |
|
|
metà degli anni '30 |
||
|
Philips Research Center, Olanda |
All'estero - Zworykin, Farnsvord, Morton e von Ardenne; in URSS - G.A. Grinberg, AA Artimoviè |
|
|
Questo tubo intensificatore di immagine era costituito da due coppe annidate l'una nell'altra, sul fondo piatto delle quali erano depositati un fotocatodo e un fosforo. La tensione ad alta tensione applicata a questi strati creati campo elettrostatico che fornisce trasferimento diretto immagine elettronica da un fotocatodo a uno schermo con un fosforo. Come strato fotosensibile nel vetro Holst, è stato utilizzato un fotocatodo argento-ossigeno-cesio, che aveva una sensibilità piuttosto bassa, sebbene fosse operabile nell'intervallo fino a 1,1 μm. Inoltre, questo fotocatodo aveva alto livello rumore, che ha richiesto il raffreddamento a meno 40 °C per essere eliminato. |
I progressi nell'ottica elettronica hanno permesso di sostituire il trasferimento diretto dell'immagine con la messa a fuoco di un campo elettrostatico. Il più grande svantaggio di un tubo intensificatore d'immagine con trasferimento di immagini elettrostatico è un forte calo della risoluzione dal centro del campo visivo ai bordi dovuto alla non coincidenza dell'immagine dell'elettrone curvilineo con un fotocatodo e uno schermo piatti. Per risolvere questo problema, hanno iniziato a renderli sferici, il che ha notevolmente complicato il design delle lenti, che di solito sono progettate per superfici piane. |
|
|
Prima generazione |
||
|
Tubi intensificatori di immagine multistadio |
||
|
|
||
|
URSS, MM Bootslov aziende RCA, ITT (USA), Philips (Paesi Bassi) |
||
|
Le lenti piano-concave sono state sviluppate sulla base di lastre in fibra ottica (FOP), che sono un pacchetto di molti LED, e hanno iniziato ad essere installate al posto delle finestre di input e output. Immagine ottica, proiettato sulla superficie piana del FOP, viene trasmesso senza distorsioni al lato concavo, che assicura la coniugazione delle superfici piane del fotocatodo e dello schermo con un campo di elettroni curvilinei. Come risultato dell'uso del VOP, la risoluzione sull'intero campo visivo è diventata la stessa del centro. |
||
|
Seconda generazione |
||
|
Amplificatore di emissione secondario |
Pseudo binoculare |
|
|
Piastra a 3 microcanali 4-schermo |
|
|
|
Negli anni '70 |
||
|
aziende statunitensi |
ditta "Praxitronic" (Germania) |
|
|
Questo elemento è un setaccio con canali regolarmente distanziati di circa 10 µm di diametro e non più di 1 mm di spessore. Il numero di canali è uguale al numero di elementi dell'immagine e ha l'ordine di 10 6 . Entrambe le superfici della piastra a microcanali (MCP) sono lucidate e metallizzate e tra di esse viene applicata una tensione di diverse centinaia di volt. Entrando nel canale, l'elettrone subisce collisioni con il muro e mette fuori combattimento gli elettroni secondari. In un campo elettrico in trazione, questo processo viene ripetuto molte volte, consentendo di ottenere un guadagno di NxlO pari a 4 volte. Per ottenere i canali MCP viene utilizzata una fibra ottica di composizione chimica eterogenea. |
Sono stati sviluppati tubi intensificatori d'immagine con MCP di design biplanare, cioè senza lente elettrostatica, una sorta di ritorno tecnologico al trasferimento diretto, come nel "vetro di Holst", dell'immagine. I tubi intensificatori di immagine in miniatura risultanti hanno consentito di sviluppare occhiali per la visione notturna (NVG) di un sistema pseudobinoculare, in cui l'immagine di un tubo intensificatore di immagine viene suddivisa in due oculari utilizzando un prisma a dividere il raggio. La rotazione dell'immagine qui viene eseguita in mini-lenti aggiuntivi. |
|
|
terza generazione |
||
|
Intensificatore d'immagine P+ e SUPER II+ |
||
|
iniziata negli anni '70 fino ai nostri giorni |
||
|
per lo più aziende americane |
||
|
Sviluppo scientifico a lungo termine e tecnologia di produzione complessa, che determinano l'alto costo dell'intensificatore di immagine terza generazione, è compensato dall'altissima sensibilità del fotocatodo. La sensibilità integrata di alcuni campioni raggiunge i 2000 mA/W, la resa quantistica (il rapporto tra il numero di elettroni emessi e il numero di quanti incidenti sul fotocatodo con lunghezza d'onda nella regione di massima sensibilità) supera il 30%! La risorsa di tali tubi intensificatori di immagine è di circa 3.000 ore, il costo varia da $ 600 a $ 900, a seconda del design. |
||
PRINCIPALI CARATTERISTICHE DELL'IMMAGINE
|
Generazioni di intensificatori di immagini |
Tipo di fotocatodo |
Integrante sensibilità, |
Sensibilità a lunghezze d'onda 830-850 |
Guadagno, |
Conveniente gamma riconoscimento figure umane dentro condizioni di illuminazione notturna naturale, m |
|
|
"Vetro di tela" |
circa 1, illuminazione IR | |||||
|
solo al chiaro di luna o illuminatore IR | ||||||
|
Super II+ o II++ | ||||||
Radiazione infrarossa - radiazione elettromagnetica nella gamma di lunghezze d'onda da 
m a 
m. Come sorgente di radiazione infrarossa (IR) può essere considerato qualsiasi corpo (gassoso, liquido, solido) con una temperatura superiore allo zero assoluto (-273 ° C). L'analizzatore visivo umano non percepisce i raggi nella gamma degli infrarossi. Pertanto, specifici segni di smascheramento in questo intervallo si ottengono utilizzando dispositivi speciali (visione notturna, termocamere) che hanno una risoluzione peggiore dell'occhio umano. A caso generale le caratteristiche di smascheramento di un oggetto nel campo IR includono: 1) caratteristiche geometriche aspetto esteriore oggetto (forma, dimensioni, dettagli della superficie); 2) temperatura superficiale. I raggi infrarossi sono assolutamente sicuri per il corpo umano, a differenza dei raggi X, degli ultravioletti o delle microonde. Non esiste un'area in cui il metodo naturale di trasferimento del calore non sarebbe utile. Dopotutto, tutti sanno che una persona non può diventare più intelligente della natura, possiamo solo imitarla.
BIBLIOGRAFIA
1. Kurbatov L.N. Una breve descrizione della storia dello sviluppo dei dispositivi per la visione notturna basati su convertitori ottici elettronici e intensificatori di immagini / / Vopr. Difesa. Tecniche. Ser. 11. - 1994
2. Koshchavtsev NF, Volkov V.G. Dispositivi per la visione notturna//Vopr. Difesa. Tecniche. Ser. P. - 1993 - Edizione. 3 (138).
3. Lecomte J., Radiazione infrarossa. M.: 2002. 410 pag.
4. Men'shakov Yu.K., M51 Protezione di oggetti e informazioni da mezzi tecnici di ricognizione. M.: Russo. Stato. Umanita. Ut, 2002. 399 pag.
Cos'è la radiazione infrarossa? La definizione dice che i raggi infrarossi sono radiazioni elettromagnetiche che obbediscono alle leggi ottiche e hanno la natura della luce visibile. I raggi infrarossi hanno una banda spettrale tra la luce rossa visibile e l'emissione radio a onde corte. Per la regione infrarossa dello spettro, c'è una divisione in onde corte, onde medie e onde lunghe. L'effetto di riscaldamento di tali raggi è elevato. L'abbreviazione di radiazione infrarossa è IR.
I produttori riportano informazioni diverse sui dispositivi di riscaldamento progettati secondo il principio di irraggiamento in questione. Alcuni potrebbero indicare che il dispositivo è a infrarossi, dall'altro che è a onde lunghe o scuro. In pratica, tutto ciò si applica alla radiazione infrarossa, i riscaldatori a onde lunghe hanno la temperatura più bassa della superficie radiante e le onde vengono emesse in una massa maggiore nella zona dello spettro delle onde lunghe. Hanno anche ricevuto il nome di oscurità, poiché a una temperatura non emettono luce e non brillano, come in altri casi. I riscaldatori a onde medie hanno una temperatura superficiale più elevata e sono chiamati grigi. Il dispositivo a onde corte appartiene a quelli leggeri.
Le caratteristiche ottiche di una sostanza nelle regioni infrarosse dello spettro differiscono dalle proprietà ottiche nella normale vita di tutti i giorni. I dispositivi di riscaldamento che vengono utilizzati da una persona ogni giorno emettono raggi infrarossi, ma non puoi vederli. L'intera differenza è nella lunghezza d'onda, varia. Un radiatore convenzionale emette raggi, ecco come avviene il riscaldamento nella stanza. Le onde di radiazioni infrarosse sono presenti nella vita umana in modo naturale, il sole le trasmette esattamente.
La radiazione infrarossa appartiene alla categoria dell'elettromagnetico, cioè non può essere vista con gli occhi. La lunghezza d'onda è compresa tra 1 millimetro e 0,7 micrometri. La più grande fonte di raggi infrarossi è il sole.
La presenza di riscaldamento basato su questa tecnologia consente di eliminare gli svantaggi del sistema di convezione, che è associato alla circolazione del flusso d'aria nei locali. La convezione solleva e trasporta polvere, detriti, crea una corrente d'aria. Se metti un riscaldatore elettrico a infrarossi, funzionerà secondo il principio della luce solare, l'effetto sarà come da calore solare con tempo fresco.
Un'onda infrarossa è una forma di energia, è un meccanismo naturale preso in prestito dalla natura. Questi raggi sono in grado di riscaldare non solo gli oggetti, ma anche lo spazio aereo stesso. Le onde penetrano negli strati d'aria e riscaldano oggetti e tessuti viventi. La localizzazione della sorgente dell'irraggiamento in esame non è così importante, se l'apparecchio è a soffitto i raggi del riscaldamento raggiungeranno perfettamente il pavimento. È importante che la radiazione infrarossa ti permetta di mantenere l'aria umida, non la asciughi, come fanno altri tipi di dispositivi di riscaldamento. Le prestazioni dei dispositivi basati sulla radiazione infrarossa sono estremamente elevate.
La radiazione infrarossa non richiede grandi costi energetici, quindi ci sono risparmi per uso domestico di questo sviluppo. I raggi IR sono adatti per lavorare in ampi spazi, l'importante è scegliere la giusta lunghezza del raggio e impostare correttamente i dispositivi.
I lunghi raggi infrarossi che cadono sulla pelle provocano una reazione dei recettori nervosi. Questo fornisce calore. Pertanto, in molte sorgenti, la radiazione infrarossa è chiamata termica. La maggior parte delle radiazioni viene assorbita dall'umidità contenuta nello strato superiore della pelle umana. Pertanto, la temperatura della pelle aumenta e, a causa di ciò, tutto il corpo viene riscaldato.
C'è un'opinione secondo cui le radiazioni infrarosse sono dannose. Questo non è vero.
Gli studi dimostrano che le radiazioni a onde lunghe sono sicure per il corpo, inoltre ci sono benefici da esse.
Rafforzano il sistema immunitario, stimolano la rigenerazione e migliorano le condizioni degli organi interni. Questi fasci con una lunghezza di 9,6 micron sono utilizzati nella pratica medica per scopi terapeutici.
La radiazione infrarossa a onde corte funziona in modo diverso. Penetra in profondità nei tessuti e riscalda organi interni bypassando la pelle. Se irradi la pelle con tali raggi, la rete capillare si espande, la pelle diventa rossa e possono comparire segni di ustione. Tali raggi sono pericolosi per gli occhi, portano alla formazione di cataratta, interrompono l'equilibrio sale-acqua e provocano convulsioni.
Il colpo di calore è causato dalla radiazione a onde corte. Se aumenti la temperatura del cervello di almeno un grado, allora ci sono già segni di un colpo o di avvelenamento:
Se il surriscaldamento si verifica di due o più gradi, si sviluppa la meningite, che è pericolosa per la vita.
L'intensità della radiazione infrarossa dipende da diversi fattori. Importante è la distanza dalla posizione delle fonti di calore e dall'indicatore regime di temperatura. La radiazione infrarossa a onde lunghe è importante nella vita ed è impossibile farne a meno. Il danno può verificarsi solo quando la lunghezza d'onda è sbagliata e il tempo che colpisce una persona è lungo.
Non tutte le onde infrarosse sono dannose. Dovresti stare attento all'energia infrarossa a onde corte. Dove si incontra Vita di ogni giorno? È necessario evitare corpi con una temperatura superiore a 100 gradi. Questa categoria comprende attrezzature per la produzione di acciaio, forni elettrici ad arco. In produzione, i dipendenti indossano divise appositamente progettate, ha uno schermo protettivo.
Lo strumento di riscaldamento a infrarossi più utile era la stufa russa, il cui calore era curativo e benefico. Tuttavia, ora nessuno utilizza tali dispositivi. I riscaldatori a infrarossi sono entrati saldamente in uso e le onde a infrarossi sono ampiamente utilizzate nell'industria.
Se la bobina di rilascio del calore nel dispositivo a infrarossi è protetta da un isolante termico, la radiazione sarà morbida e di lunghezza d'onda lunga, e questo è sicuro. Se il dispositivo ha un elemento riscaldante aperto, la radiazione infrarossa sarà dura, a onde corte e questo è pericoloso per la salute.
Per comprendere il design del dispositivo è necessario studiare la scheda tecnica. Ci saranno informazioni sui raggi infrarossi utilizzati in un caso particolare. Presta attenzione alla lunghezza d'onda.
Le radiazioni infrarosse non sono sempre inequivocabilmente dannose, solo le sorgenti aperte emettono pericolo, raggi brevi e una lunga permanenza sotto di esse.
Dovresti proteggere gli occhi dalla fonte delle onde, se si verifica disagio, allontanati dall'influenza dei raggi IR. Se sulla pelle appare una secchezza insolita, significa che i raggi asciugano lo strato lipidico, e questo è molto buono.
La radiazione infrarossa in intervalli utili viene utilizzata come trattamento, i metodi di fisioterapia si basano sul lavoro con fasci ed elettrodi. Tuttavia, tutta l'esposizione viene eseguita sotto la supervisione di specialisti, non vale la pena trattarsi con dispositivi a infrarossi. Il tempo di azione dovrebbe essere rigorosamente determinato da indicazioni mediche, è necessario procedere dagli obiettivi e dagli obiettivi del trattamento.
Si ritiene che la radiazione infrarossa sia sfavorevole per l'esposizione sistematica ai bambini piccoli, quindi è consigliabile scegliere con cura i dispositivi di riscaldamento per la camera da letto e le stanze dei bambini. Avrai bisogno dell'aiuto di specialisti per configurare una griglia a infrarossi sicura ed efficace in un appartamento o in una casa.
Non è necessario rifiutare le moderne tecnologie a causa di pregiudizi per ignoranza.
La radiazione infrarossa o la radiazione termica non è una scoperta del 20° o 21° secolo. La radiazione infrarossa fu scoperta nel 1800 da un astronomo inglese. W. Herschel. Ha scoperto che il "calore massimo" si trova oltre il colore rosso della radiazione visibile. Questo studio ha segnato l'inizio dello studio della radiazione infrarossa. Molti scienziati famosi hanno messo la testa allo studio di questa direzione. Questi sono nomi come: fisico tedesco Guglielmo Vienna(Legge di Vienna), fisico tedesco Max Planck(formula e costante di Planck), scienziato scozzese John Leslie(dispositivo per la misurazione della radiazione termica - cubo di Leslie), fisico tedesco Gustav Kirchoff(Legge sulle radiazioni di Kirchhoff), fisico e matematico austriaco Giuseppe Stefano e fisico austriaco Stefan Ludwig Boltzmann(Legge di Stefan-Boltzmann).
L'uso e l'applicazione delle conoscenze sulla radiazione termica nei moderni dispositivi di riscaldamento sono emersi solo negli anni '50. In URSS, la teoria del riscaldamento radiante è stata sviluppata nelle opere di G. L. Polyak, S. N. Shorin, M. I. Kissin e A. A. Sander. Dal 1956, molti libri tecnici su questo argomento sono stati scritti o tradotti in russo in URSS ( bibliografia). A causa del cambiamento nel costo delle risorse energetiche e nella lotta per l'efficienza energetica e il risparmio energetico, i moderni riscaldatori a infrarossi sono ampiamente utilizzati nel riscaldamento di edifici domestici e industriali.
Il più famoso e significativo riscaldatore a infrarossi naturali è il Sole. In effetti, è naturale e il metodo di riscaldamento più perfetto conosciuto dall'umanità. Entro sistema solare Il sole è la più potente fonte di radiazione termica che determina la vita sulla Terra. Ad una temperatura superficiale del Sole dell'ordine 6000 mila La radiazione massima è a 0,47 micron(corrisponde al bianco giallastro). Il sole dista da noi molti milioni di chilometri, tuttavia, questo non gli impedisce di trasmettere energia attraverso tutto questo vasto spazio, praticamente senza spenderla (energia), senza riscaldarla (spazio). Il motivo è che i raggi infrarossi del sole passano attraverso lungo raggio nello spazio, non hanno praticamente alcuna perdita di energia. Quando si incontra una qualsiasi superficie sul percorso dei raggi, la loro energia, essendo assorbita, si trasformerà in calore. Riscalda direttamente la Terra che colpisce i raggi del sole, e altri oggetti che sono anche esposti ai raggi solari. E già la terra e altri oggetti riscaldati dal Sole, a loro volta, emettono calore all'aria che ci circonda, riscaldandola.
Sia la potenza della radiazione solare vicino alla superficie terrestre che la sua composizione spettrale dipendono in modo più significativo dall'altezza del Sole sopra l'orizzonte. Diverse componenti dello spettro solare attraversano l'atmosfera terrestre in modi diversi. 
Vicino alla superficie terrestre, lo spettro della radiazione solare ha una forma più complessa, associata all'assorbimento nell'atmosfera. In particolare, non contiene la parte ad alta frequenza della radiazione ultravioletta, che è dannosa per gli organismi viventi. Sul confine esterno l'atmosfera terrestre, il flusso di energia radiante solare è 1370 W/mq2; (costante solare) e la radiazione massima cade λ=470 nm(Colore blu). Il flusso che raggiunge la superficie terrestre è molto inferiore a causa dell'assorbimento nell'atmosfera. Nelle condizioni più favorevoli (il sole allo zenit), non supera 1120 W/mq2; (a Mosca, al tempo del solstizio d'estate - 930 W/m²), e il massimo di emissione diminuisce λ=555 nm(verde-giallo), che corrisponde alla migliore sensibilità degli occhi e solo un quarto di questa radiazione cade sulla regione di radiazione a onde lunghe, inclusa la radiazione secondaria.
Tuttavia, la natura dell'energia radiante solare è molto diversa dall'energia radiante emessa dai riscaldatori a infrarossi utilizzati per il riscaldamento degli ambienti. L'energia della radiazione solare è costituita da onde elettromagnetiche, le cui proprietà fisiche e biologiche differiscono in modo significativo dalle proprietà delle onde elettromagnetiche emanate dai tradizionali riscaldatori a infrarossi, in particolare le proprietà battericide e terapeutiche (elioterapia) della radiazione solare sono completamente assenti dal basso sorgenti di radiazione termica. Eppure i riscaldatori a infrarossi danno lo stesso effetto termico, come il Sole, essendo la più comoda ed economica di tutte le possibili fonti di calore.
eminente fisico tedesco Max Planck, studiando la radiazione termica (radiazione infrarossa), ne scoprì la natura atomica. radiazione termica- questa è la radiazione elettromagnetica emessa da corpi o sostanze e originata dalla sua energia interna, dovuta al fatto che gli atomi di un corpo o sostanza si muovono più velocemente sotto l'azione del calore e, nel caso di un materiale solido, oscillano più velocemente rispetto allo stato di equilibrio. Durante questo movimento, gli atomi si scontrano e, quando si scontrano, vengono eccitati da shock, seguiti dall'emissione di onde elettromagnetiche. 
Tutti gli oggetti emettono e assorbono continuamente energia elettromagnetica.. Questa radiazione è una conseguenza del continuo movimento di particelle cariche elementari all'interno della sostanza. Una delle leggi fondamentali della teoria elettromagnetica classica dice che una particella carica che si muove con accelerazione irradia energia. La radiazione elettromagnetica (onde elettromagnetiche) è una perturbazione del campo elettromagnetico che si propaga nello spazio, cioè un segnale elettromagnetico periodico nello spazio variabile nel tempo costituito da campi elettrici e magnetici. Questa è la radiazione termica. La radiazione termica contiene campi elettromagnetici di varie lunghezze d'onda. Poiché gli atomi si muovono a qualsiasi temperatura, tutti i corpi a qualsiasi temperatura sono maggiori della temperatura dello zero assoluto. (-273°C) irradiare calore. L'energia delle onde elettromagnetiche della radiazione termica, cioè la forza della radiazione, dipende dalla temperatura del corpo, dalla sua struttura atomica e molecolare, nonché dallo stato della superficie del corpo. La radiazione termica si verifica a tutte le lunghezze d'onda - dalla più corta alla più lunga, tuttavia, solo quella radiazione termica che ha valore pratico, che rientra nella gamma di lunghezze d'onda: λ = 0,38 - 1000 µm(nelle parti visibile e infrarossa dello spettro elettromagnetico). Tuttavia, non tutte le luci hanno le caratteristiche della radiazione termica (ad esempio la luminescenza), quindi solo la gamma dello spettro infrarosso può essere considerata come la gamma principale della radiazione termica. (λ = 0,78 - 1000 µm). Puoi anche fare un'aggiunta: una sezione con una lunghezza d'onda λ = 100 – 1000 µm, dal punto di vista del riscaldamento - non interessante.
Pertanto, la radiazione termica è una delle forme di radiazione elettromagnetica che si verifica a causa dell'energia interna del corpo e ha uno spettro continuo, cioè fa parte della radiazione elettromagnetica, la cui energia, una volta assorbita, provoca un effetto termico effetto. La radiazione termica è inerente a tutti i corpi.
Tutti i corpi che hanno una temperatura superiore allo zero assoluto (-273°C), anche se non emettono luce visibile, sono una sorgente di raggi infrarossi ed emettono uno spettro infrarosso continuo. Ciò significa che nella radiazione ci sono onde con tutte le frequenze senza eccezioni, ed è completamente privo di senso parlare di radiazione in una determinata onda.
Ad oggi, non esiste una classificazione univoca nella divisione della radiazione infrarossa in sezioni costituenti (regioni). Nella letteratura tecnica di destinazione, ci sono più di una dozzina di schemi per dividere la regione dell'infrarosso in sezioni componenti e tutti differiscono l'uno dall'altro. Poiché tutti i tipi di radiazione elettromagnetica termica sono della stessa natura, quindi, la classificazione della radiazione per lunghezza d'onda, a seconda dell'effetto che producono, è solo condizionale ed è determinata principalmente dalle differenze nella tecnica di rilevamento (tipo di sorgente di radiazione, tipo di dispositivo di misurazione, la sua sensibilità, ecc.) e nella tecnica di misurazione della radiazione. Matematicamente, utilizzando formule (Planck, Wien, Lambert, ecc.), è anche impossibile determinare i confini esatti delle regioni. Per determinare la lunghezza d'onda (massimo di radiazione), ce ne sono due formule diverse(in temperatura e in frequenza), dando risultati diversi, con una differenza di circa 1,8
volte (questa è la cosiddetta legge di spostamento di Wien) e in più tutti i calcoli sono fatti per un CORPO ASSOLUTAMENTE NERO (oggetto idealizzato), che in realtà non esiste. I corpi reali che si trovano in natura non obbediscono a queste leggi e si discostano da esse in un modo o nell'altro. Le informazioni sono state tratte dalla società ESSO dalla letteratura tecnica di scienziati russi e stranieri" data-lightbox="image26" href="images/26.jpg" title="(!LANG: Espandi la radiazione infrarossa">!} 
La radiazione dei corpi reali dipende da una serie di caratteristiche specifiche del corpo (condizioni della superficie, microstruttura, spessore dello strato, ecc.). Questo è anche il motivo dell'indicazione in diverse sorgenti di valori completamente diversi dei confini delle regioni di radiazione. Tutto ciò suggerisce che l'uso della temperatura per descrivere la radiazione elettromagnetica deve essere fatto con grande cura e entro un ordine di grandezza. Ancora una volta sottolineo, la divisione è molto condizionale!!!
Diamo esempi della divisione condizionale della regione dell'infrarosso (λ = 0,78 - 1000 µm) in sezioni separate (le informazioni sono tratte solo dalla letteratura tecnica di scienziati russi e stranieri). La figura seguente mostra quanto sia diversa questa divisione, quindi non dovresti essere associato a nessuna di esse. Devi solo sapere che lo spettro della radiazione infrarossa può essere suddiviso condizionatamente in più sezioni, da 2 a 5. La regione che è più vicina nello spettro visibile è solitamente chiamata: vicino, vicino, onde corte, ecc. La regione più vicina alla radiazione a microonde è lontana, lontana, onde lunghe, ecc. Secondo Wikipedia, il solito schema di divisione sembra Così: zona vicina(Nir-infrarosso, NIR), regione delle onde corte(Infrarossi a lunghezza d'onda corta, SWIR), regione delle onde medie(Infrarossi a media lunghezza d'onda, MWIR), Regione delle onde lunghe(Infrarossi a lunghezza d'onda lunga, LWIR), regione lontana(Far infrarosso, FIR).
raggi infrarossi- questa è radiazione elettromagnetica, che ha la stessa natura della luce visibile, quindi è soggetta alle leggi dell'ottica. Pertanto, per meglio immaginare il processo della radiazione termica, si dovrebbe tracciare un'analogia con la radiazione luminosa, che tutti conosciamo e possiamo osservare. Tuttavia, non dobbiamo dimenticare che le proprietà ottiche delle sostanze (assorbimento, riflessione, trasparenza, rifrazione, ecc.) nella regione infrarossa dello spettro differiscono significativamente dalle proprietà ottiche nella parte visibile dello spettro. tratto caratteristico la radiazione infrarossa è che, a differenza di altri tipi base di trasferimento di calore, non è necessario un intermedio di trasferimento. L'aria, e in particolare il vuoto, è considerata trasparente alla radiazione infrarossa, sebbene questo non sia del tutto vero per l'aria. Quando la radiazione infrarossa passa attraverso l'atmosfera (aria), si osserva una certa attenuazione della radiazione termica. Ciò è dovuto al fatto che secco aria fresca praticamente trasparente ai raggi di calore, invece, in presenza di umidità al suo interno sotto forma di vapore, molecole d'acqua (H2O), diossido di carbonio (CO2), ozono (circa 3) e altre particelle sospese solide o liquide che riflettono e assorbono i raggi infrarossi, diventa un mezzo non completamente trasparente e, di conseguenza, il flusso di radiazione infrarossa viene disperso lungo direzioni diverse e si indebolisce. Tipicamente, la dispersione nella regione infrarossa dello spettro è inferiore a quella nel visibile. Tuttavia, quando le perdite causate dallo scattering nella regione visibile dello spettro sono grandi, sono significative anche nella regione dell'infrarosso. L'intensità della radiazione diffusa varia inversamente alla quarta potenza della lunghezza d'onda. È significativo solo nella regione dell'infrarosso a lunghezza d'onda corta e diminuisce rapidamente nella parte a lunghezza d'onda più lunga dello spettro.
Le molecole di azoto e ossigeno nell'aria non assorbono la radiazione infrarossa, ma la indeboliscono solo a causa della dispersione. Le particelle di polvere sospese portano anche alla dispersione della radiazione infrarossa e la quantità di dispersione dipende dal rapporto tra la dimensione delle particelle e la lunghezza d'onda della radiazione infrarossa, più grandi sono le particelle, maggiore è la dispersione.
vapore acqueo, diossido di carbonio, l'ozono e altre impurità presenti nell'atmosfera assorbono selettivamente la radiazione infrarossa. Per esempio, il vapore acqueo assorbe molto fortemente la radiazione infrarossa nell'intera regione infrarossa dello spettro e l'anidride carbonica assorbe la radiazione infrarossa nella regione del medio infrarosso.
Per quanto riguarda i liquidi, possono essere trasparenti o opachi ai raggi infrarossi. Ad esempio, uno strato d'acqua spesso pochi centimetri è trasparente alla radiazione visibile e opaco alla radiazione infrarossa con una lunghezza d'onda superiore a 1 micron.
solidi(corpo), a sua volta, nella maggior parte dei casi non trasparente alla radiazione termica, ma ci sono delle eccezioni. Ad esempio, i wafer di silicio, che sono opachi nella regione del visibile, sono trasparenti nella regione dell'infrarosso e il quarzo, al contrario, è trasparente alla radiazione luminosa, ma opaco ai raggi termici con lunghezza d'onda superiore a 4 micron. È per questo motivo che i vetri al quarzo non vengono utilizzati nei riscaldatori a infrarossi. Il vetro ordinario, a differenza del vetro al quarzo, è parzialmente trasparente ai raggi infrarossi, può anche assorbire una parte significativa della radiazione infrarossa in determinati intervalli spettrali, ma non trasmette radiazioni ultraviolette. Il salgemma è anche trasparente alla radiazione termica. I metalli, per la maggior parte, hanno una riflettività per la radiazione infrarossa molto maggiore di quella per la luce visibile, che aumenta con l'aumentare della lunghezza d'onda della radiazione infrarossa. Ad esempio, la riflettanza di alluminio, oro, argento e rame a una lunghezza d'onda di circa 10 micron raggiunge 98% , che è molto superiore a quella dello spettro visibile, questa proprietà è ampiamente utilizzata nella progettazione di riscaldatori a infrarossi.
Basti qui citare come esempio i telai vetrati delle serre: il vetro trasmette praticamente la maggior parte della radiazione solare, e invece la terra riscaldata emette onde di grande lunghezza d'onda (dell'ordine 10 micron), rispetto al quale il vetro si comporta come un corpo opaco. Grazie a ciò, la temperatura all'interno delle serre si mantiene a lungo, molto più alta della temperatura dell'aria esterna, anche dopo che l'irraggiamento solare si interrompe.
Il trasferimento di calore radiante svolge un ruolo importante nella vita umana. Una persona fornisce all'ambiente il calore generato durante processo fisiologico, principalmente per scambio di calore radiante e convezione. Con il riscaldamento radiante (infrarosso), la componente radiante dello scambio termico del corpo umano si riduce a causa della maggiore temperatura che si verifica sia sulla superficie del riscaldatore che sulla superficie di alcune strutture interne di chiusura, quindi, pur fornendo la stessa sensazione di calore, le perdite di calore convettivo possono essere maggiori, quelli. la temperatura ambiente potrebbe essere inferiore. Pertanto, il trasferimento di calore radiante gioca un ruolo decisivo nel plasmare la sensazione di comfort termico negli esseri umani.
Quando una persona si trova nella zona d'azione di un riscaldatore a infrarossi, i raggi IR penetrano nel corpo umano attraverso la pelle, mentre diversi strati della pelle riflettono e assorbono questi raggi in modi diversi.
Infrarossi radiazione a onde lunghe la penetrazione dei raggi è molto inferiore rispetto a radiazione a onde corte. La capacità di assorbimento dell'umidità contenuta nei tessuti della pelle è molto elevata e la pelle assorbe più del 90% delle radiazioni che colpiscono la superficie del corpo. I recettori nervosi che rilevano il calore si trovano nello strato più esterno della pelle. I raggi infrarossi assorbiti eccitano questi recettori, che provocano una sensazione di calore in una persona.
I raggi infrarossi hanno effetti sia locali che generali. radiazione infrarossa a onde corte, a differenza della radiazione infrarossa a onde lunghe, può causare arrossamento della pelle nel sito di irradiazione, che si diffonde di riflesso per 2-3 cm attorno all'area irradiata. La ragione di ciò è che i vasi capillari si espandono, la circolazione sanguigna aumenta. Presto potrebbe apparire una vescica nel sito della radiazione, che in seguito si trasforma in una crosta. Lo stesso quando colpito infrarossi a onde corte i raggi sugli organi visivi possono causare la cataratta.
Sopra elencate, le possibili conseguenze dell'esposizione riscaldatore a infrarossi a onde corte, non deve essere confuso con l'impatto riscaldatore IR a onde lunghe. Come già accennato, i raggi infrarossi a onde lunghe vengono assorbiti nella parte superiore dello strato cutaneo e provocano solo un semplice effetto termico.
L'uso del riscaldamento radiante non deve mettere in pericolo una persona e creare un microclima scomodo nella stanza.
Con il riscaldamento radiante, puoi fornire condizioni confortevoli a una temperatura più bassa. Quando si utilizza il riscaldamento radiante, l'aria nella stanza è più pulita, perché meno velocità correnti d'aria riducendo così l'inquinamento da polvere. Inoltre, con questo riscaldamento, non si verifica la decomposizione della polvere, poiché la temperatura della piastra radiante del riscaldatore a onde lunghe non raggiunge mai la temperatura richiesta per la decomposizione della polvere.
Più freddo è l'emettitore di calore, più è innocuo per il corpo umano, più a lungo una persona può rimanere nell'area di copertura del riscaldatore.
La permanenza prolungata di una persona in prossimità di una fonte di calore ad ALTA TEMPERATURA (superiore a 300°C) è dannosa per la salute umana.
Influenza della radiazione infrarossa sulla salute umana.
Il corpo umano, come si irradia raggi infrarossi, e li assorbe. I raggi IR penetrano nel corpo umano attraverso la pelle, mentre diversi strati della pelle riflettono e assorbono questi raggi in modi diversi. Le radiazioni a onde lunghe penetrano nel corpo umano molto meno rispetto a radiazione a onde corte. L'umidità nei tessuti della pelle assorbe più del 90% delle radiazioni che colpiscono la superficie del corpo. I recettori nervosi che rilevano il calore si trovano nello strato più esterno della pelle. I raggi infrarossi assorbiti eccitano questi recettori, che provocano una sensazione di calore in una persona. La radiazione infrarossa a onde corte penetra più profondamente nel corpo, provocandone il massimo riscaldamento. Come risultato di questo impatto, l'energia potenziale delle cellule del corpo aumenta e l'acqua non legata le lascerà, l'attività di specifiche strutture cellulari aumenta, il livello di immunoglobuline aumenta, l'attività di enzimi ed estrogeni aumenta e altre sostanze biochimiche si verificano reazioni. Questo vale per tutti i tipi di cellule del corpo e sangue. Tuttavia l'esposizione prolungata alla radiazione infrarossa a onde corte sul corpo umano è indesiderabile.È su questa proprietà che effetto del trattamento termico, che trova largo impiego nelle sale di fisioterapia delle nostre cliniche e di quelle estere e avviso, la durata delle procedure è limitata. Tuttavia, i dati le restrizioni non si applicano ai riscaldatori a infrarossi a onde lunghe. Caratteristica importante radiazione infrarossaè la lunghezza d'onda (frequenza) della radiazione. La ricerca moderna nel campo della biotecnologia ha dimostrato che lo è radiazione infrarossa lontana riveste un'importanza eccezionale nello sviluppo di tutte le forme di vita sulla Terra. Per questo viene anche chiamato raggi biogenetici o raggi della vita. Il nostro stesso corpo irradia lunghe onde infrarosse, ma ha anche bisogno di un costante rifornimento calore a onde lunghe. Se questa radiazione inizia a diminuire o non c'è una fornitura costante di essa al corpo umano, il corpo viene attaccato da varie malattie, la persona invecchia rapidamente sullo sfondo di un generale deterioramento del benessere. ulteriore radiazione infrarossa normalizza il processo metabolico ed elimina la causa della malattia, e non solo i suoi sintomi.
Con tale riscaldamento, la testa non danneggerà il soffocamento causato dall'aria surriscaldata sotto il soffitto, come durante il lavoro riscaldamento convettivo, - quando si desidera costantemente aprire la finestra e far entrare aria fresca (emettendo aria riscaldata).
Se esposto a radiazioni infrarosse con un'intensità di 70-100 W / m2, l'attività dei processi biochimici nel corpo aumenta, il che porta a un miglioramento delle condizioni generali di una persona. Tuttavia, ci sono delle regole e dovrebbero essere seguite. Esistono standard per il riscaldamento sicuro di locali domestici e industriali, per la durata delle procedure mediche e cosmetiche, per il lavoro in negozi CALDI, ecc. Non dimenticarlo. In uso corretto riscaldatori a infrarossi - NON c'è COMPLETAMENTE alcun impatto negativo sul corpo.
,dove 
- luminosità spettrale della radiazione alla temperatura T, 
- lunghezza d'onda in micron, С1 e С2 - coefficienti costanti: С1=1,19* 
W*µm 
*centimetro 
*cfr 
,
µm*gradi Lunghezza d'onda massima (legge di Vienna): 
dove T è la temperatura corporea assoluta.
1- fotocatodo
