Дія інфрачервоних променів. Що потрібно знати про інфрачервоне випромінювання? Інфрачервоне випромінювання у житті

> Інфрачервоні хвилі

Що таке інфрачервоні хвилі: довжина хвилі інфрачервоного випромінювання, діапазон інфрачервоних хвиль та частота. Вивчіть схеми інфрачервоного спектру та джерела.

Інфрачервоне світло(ІЧ) – електромагнітне проміння, яке за показником довжин хвиль перевищує видимий (0.74-1 мм).

Завдання навчання

• Розібратися в трьох діапазонах ІЧ-спектру та описати процеси поглинання та випромінювання молекулами.

Основні моменти

• ІЧ-світло вміщує більшу частину теплового випромінювання, що створюється тілами приблизно кімнатної температури. Випромінюється і поглинається, якщо у обертанні та коливанні молекул відбуваються зміни.
• ІЧ частину спектра можна розбити на три області за довжиною хвиль: далекий інфрачервоний (300-30 ТГц), середній (30-120 ТГц) та ближній (120-400 ТГц).
• ІЧ також називають тепловим випромінюванням.
• Важливо розібратися в концепції випромінювальної здатності зрозуміти ІЧ.
• ІЧ-промені можна застосувати для дистанційного визначення температури об'єктів (термографія).

Терміни

• Термографія – дистанційне обчислення змін температури тіла.
• Теплова радіація – електромагнітне випромінювання, створюване тілом через температуру.
• Випромінювальна здатність – вміння поверхні випромінювати.

Інфрачервоні хвилі

Інфрачервоне (ІЧ) світло - електромагнітні промені, які за показником довжин хвиль перевершують видиме світло (0.74-1 мм). Діапазон інфрачервоних хвиль сходиться з діапазоном частот 300-400 ТГц і містить величезну кількість теплового випромінювання. ІЧ-світло поглинається та випромінюється молекулами при зміні у обертанні та коливаннях.

Перед вами основні категорії електромагнітних хвиль. Роздільні лінії в деяких місцях відрізняються, інші категорії можуть перекриватися. Мікрохвилі займають високочастотну ділянку радіосекції електромагнітного спектру

Підкатегорії ІЧ-хвиль

ІЧ-частина електромагнітного спектра займає діапазон від 300 ГГц (1 мм) до 400 ТГц (750 нм). Можна виділити три види інфрачервоних хвиль:

• Далекий ІЧ-діапазон: 300 ГГц (1 мм) до 30 ТГц (10 мкм). Нижню частину можна назвати мікрохвилями. Ці промені поглинаються через обертання у газофазних молекулах, молекулярних рухах у рідинах та фотонів у твердих тілах. Вода в земній атмосфері так поглинається, що робить її непрозорою. Але є певні довжини хвиль (вікна), які використовуються для пропускання.
• Середній інфрачервоний діапазон: 30 до 120 ТГц (від 10 до 2.5 мкм). Джерелами є гарячі об'єкти. Поглинається коливаннями молекул (різноманітні атоми вібрують у позиціях рівноваги). Іноді цей діапазон називають відбитком пальця, тому що це специфічне явище.
• Найближчий інфрачервоний діапазон: 120 до 400 TГц (2500-750 нм). Ці фізичні процеси нагадують ті, що відбуваються у видимому світлі. Найбільш високі частоти можна знайти певним різновидом фотографічної плівки та датчиками для інфрачервоної, фото- та відеозйомки.

Тепло та теплове випромінювання

Інфрачервоне випромінювання називають також тепловим. ІЧ-світло від Сонця охоплює всього 49% земного нагріву, а все інше – видиме світло (поглинається та повторно відбивається на більш довгих хвилях).

Тепло – енергія у перехідній формі, яка тече через різницю у температурних показниках. Якщо тепло передається теплопровідністю або конвекцією, випромінювання здатне поширюватися у вакуумі.

Щоб розібратися в інфрачервоних променях, слід уважно розглянути концепцію випромінювальної здатності.

Джерела ІЧ-хвиль

Люди і більшість планетарного оточення створюють теплові промені на 10 мкм. Це кордон, що відокремлює середню та далеку ІЧ-області. Багато астрономічних тіл випускають вловлювану кількість ІЧ-променів на нетеплових довжинах хвиль.

ІЧ-промені можна використовувати, щоб обчислювати температурні показникиоб'єктів з відривом. Цей процес називають термографією і найактивніше застосовують у військовому та промисловому вживанні.

Термографічне зображення собаки та кішки

ІЧ-хвилі також використовують у опаленні, зв'язку, метеорології, спектроскопії, астрономії, біології та медицині, а також аналізі творів мистецтва.

Інфрачервоне випромінювання (ІЧ) - це електромагнітне випромінювання з більшою довжиною хвилі, ніж видиме світло, що тягнеться від номінального червоного краю видимого спектру на 0,74 мкм (мікрон) до 300 мкм. Цей діапазон довжин хвиль відповідає частоті діапазону приблизно від 1 до 400 ТГц, і включає велику частину теплового випромінювання, що випускається об'єктами поблизу кімнатної температури. Інфрачервоне випромінювання випромінюється або поглинається молекулами, коли вони змінюють свої обертально-коливальні рухи. Наявність інфрачервоного випромінювання було вперше виявлено в 1800 астрономом Вільямом Гершелем.

Більшість енергії від Сонця надходить Землю як інфрачервоного випромінювання. Сонячне світло в зеніті забезпечує освітленість трохи більше 1 кіловат на квадратний метр над рівнем моря. З цієї енергії, 527 ватів інфрачервоного випромінювання, 445 Вт є видимим світлом, і 32 ватів ультрафіолетовим випромінюванням.

Інфрачервоне світло використовується у промислових, наукових та медичних потребах. Прилади нічного бачення за допомогою інфрачервоного підсвічування дозволяють людям спостерігати за тваринами, які неможливо помітити у темряві. В астрономії зображення в інфрачервоному діапазоні дозволяє спостерігати приховані об'єкти міжзоряним пилом. Інфрачервоні камери використовуються для виявлення втрати тепла в ізольованих системах, спостерігати за зміною кровотоку в шкірі, а також для виявлення перегріву електроустаткування.

Порівняння світла
Назва	Довжина хвилі	Частота (Гц)	Енергія фотону (еВ)
Гамма промені	менше 0,01 нм	більш ніж 10 EHZ	124 кеВ – 300 + ГеВ
Рентгенові промені	0,01 нм до 10 нм		124 еВ до 124 кеВ
Ультрафіолетові промені	10 нм – 380 нм	30 PHZ - 790 ТГц	3,3 еВ до 124 еВ
Видиме світло	380 нм – 750 нм	790 ТГц – 405 ТГц	1,7 еВ - 3,3 еВ
Інфрачервоне випромінювання	750 нм – 1 мм	405 ТГц – 300 ГГц	1,24 меВ - 1,7 еВ
Мікрохвилі	1 мм – 1 метр	300 ГГц – 300 МГц	1,24 мкэВ - 1,24 мэВ
	1 мм – 100 км	300 ГГц – 3 Гц	12,4 феВ - 1,24 меВ

Інфрачервоні зображення широко використовуються для військових та цивільних цілей. Військові застосування включають такі цілі як спостереження, нічне спостереження, наведення і стеження. Не для військового застосування включають теплову ефективність аналізу, моніторингу. довкілля, промислової інспекції об'єктів, дистанційне зондування температури, короткодіючу бездротовий зв'язок, спектроскопію та прогноз погоди. Інфрачервона астрономія використовує датчик обладнаний телескопами для того, щоб проникнути в пильні області простору, такі як молекулярні хмари, і виявляти об'єкти, такі як планети.

Хоча близькохвильова інфрачервона область спектру (780-1000 нм) вже давно вважається неможливою через шум у зорових пігментах, відчуття ближнього інфрачервоного світла збереглося у коропа і трьох видах циклид. Риби використовують близькохвильову інфрачервону область спектру, щоб захопити видобуток і для фототактичної орієнтації під час плавання. Близьохвильова інфрачервона область спектру для риби може бути корисна в умовах поганого освітлення в сутінках і в каламутних поверхнях води.

Фотомодуляція

Близьке інфрачервоне світло або фотомодуляція використовується для лікування хіміотерапією індукованих виразок, а також загоєння ран. Існує ряд робіт, пов'язаних із лікуванням вірусу герпесу. Дослідницькі проективключають роботу над вивченням центральної нервової системита лікувальним впливом через регуляцію цитохром та оксидаз та інші можливі механізми.

Небезпека здоров'ю

Сильне інфрачервоне випромінювання у певній галузі та режимі високих температурможе бути небезпечно для очей, що може призвести до пошкодження зору або сліпоти по відношенню до користувача. Оскільки випромінювання невидиме, необхідно надягати спеціальні інфрачервоні окуляри у таких місцях.

Земля як інфрачервоний випромінювач

Поверхня Землі та хмари поглинають видиме та невидиме випромінювання від сонця і знову повертають більшу частину енергії у вигляді інфрачервоного випромінювання назад в атмосферу. Деякі речовини в атмосфері, головним чином, краплі хмар і водяні пари, а також діоксид вуглецю, метан, окис азоту, гексафторид сірки та хлорфторвуглець поглинають інфрачервоне випромінювання і знову повертають його у всіх напрямках, включаючи назад на Землю. Таким чином, парниковий ефект зберігає атмосферу і поверхню набагато тепліше, ніж якби інфрачервоні амортизатори були відсутні в атмосфері.

Історія науки про інфрачервоне випромінювання

Відкриття інфрачервоного випромінювання приписується Вільяму Гершелю, астроному на початку 19 століття. Гершель опублікував результати своїх досліджень у 1800 році до Лондонського королівського товариства. Гершель використав призму, щоб переломити світло від сонця та виявити інфрачервоне випромінювання, поза червоною частиною спектра, через збільшення температури, зареєстрованої на термометрі. Він був здивований результатом і назвав їх «тепловим промінням». Термін «інфрачервоне випромінювання» виникли лише наприкінці 19 століття.

Інші важливі дативключають:

• 1737: Емілі дю Шатле передбачив, що сьогодні відомо як інфрачервоне випромінювання у своїй дисертації.
• 1835: Маседоніо Мельйоні робить перші термобатареї з інфрачервоним детектором.
• 1860 - Густав Кірхгоф формулює теорему абсолютно чорного тіла.
• 1873: Віллоубі Сміт виявив фотопровідність селену.
• 1879: Досвідченим шляхом сформульовано закон Стефана-Больцмана, згідно з яким енергія, випромінювана абсолютно чорним тілом, пропорційна.
• 1880-і та 1890-і роки: Лорд Релей і Вільгельм Він обидва вирішують частину рівняння абсолютно чорного тіла, але обидва рішення - приблизні. Цю проблему називали «ультрафіолетовою катастрофою та інфрачервоною катастрофою».
• 1901: Макс Планк Макс Планк видав рівняння абсолютно чорного тіла та теорему. Він вирішив проблему квантування допустимих енергетичних переходів.
• 1905 - Альберт Ейнштейн розробляє теорію фотоелектричного ефекту, яка визначає фотони. Також Вільям Коблентз у спектроскопії та радіометрії.
• 1917: Теодор Кейз розробляє датчик талію-сульфіду; британці розробляють перший прилад інфрачервоного пошуку та стеження у Першій світовій війні та виявляють літаки в діапазоні 1,6 км.
• 1935: Свинцеві солі – раннє ракетне керівництво у Другій світовій війні.
• 1938: Тью Та передбачив, що піроелектричний ефект може використовуватися, щоб виявити інфрачервону радіацію.
• 1952: Н. Вілкер виявляє антимоніди, з'єднання сурми з металами.
• 1950: Поль Круз та техаські інструменти утворюють інфрачервоні зображення до 1955 року.
• 1950-і та 1960-і роки: Специфікація та радіометричні підрозділи, визначені Фредом Нікодеменасом, Робертом Кларком Джоунсом.
• 1958 - У. Д. Лоусон (Королівська Радарна Установа в Мальверні) виявляє властивості виявлення ІЧ-фотодіодом.
• 1958: Фелкон розробив ракети з використанням інфрачервоного випромінювання і з'являється перший підручник з інфрачервоних датчиків Поля Круза та ін.
• 1961: Джей Купер винайшов піроелектричне виявлення.
• 1962: Kruse та Родат просувають фотодіоди; елементи сигналів та лінійних масивів доступні.
• 1964: У. Г. Еванс виявляє інфрачервоні терморецептори у жука.
• 1965: Перший інфрачервоний довідник, перші комерційні тепловізори; сформовано лабораторію нічного бачення в армії Сполучених Штатів Америки (нині лабораторію управління нічного бачення та електронними датчиками).
• 1970: Уіллард Бойл і Джордж Е.Сміт пропонують прилад із зарядним зв'язком для телефону із зображеннями.
• 1972: Створено загальний програмний модуль.
• 1978: Інфрачервона астрономія зображень досягає повноліття, заплановано створення обсерваторії, масове виробництво антимонідів та фотодіодів та інших матеріалів.

Вільям Гершель вперше зауважив, що за червоним краєм отриманого за допомогою призми спектру Сонця є невидиме випромінювання, яке викликає нагрівання термометра. Це випромінювання стали пізніше називати тепловим чи інфрачервоним.

Ближнє ІЧ-випромінювання дуже схоже на видиме світло і реєструється такими ж інструментами. У середньому та далекому ІЧ використовуються болометри, що відзначають зміни.

У середньому інфрачервоному діапазоні світить вся планета Земля і всі предмети на ній, навіть лід. Завдяки цьому Земля не перегрівається сонячним теплом. Не все ІЧ-випромінювання проходить через атмосферу. Є лише кілька вікон прозорості, решта випромінювання поглинається вуглекислим газом, водяною парою, метаном, озоном та іншими парниковими газами, які перешкоджають швидкому охолодженню Землі.

Через поглинання в атмосфері та теплового випромінювання предметів телескопи для середнього та далекого ІЧ виносять у космос та охолоджують до температури рідкого азоту або навіть гелію.

ІЧ-діапазон - один із найцікавіших для астрономів. У ньому світить космічний пил, важливий для утворення зірок та еволюції галактик. ІЧ-випромінювання краще за видиме проходить через хмари космічного пилу і дозволяє бачити об'єкти, недоступні спостереженню в інших ділянках спектру.

Джерела

Фрагмент одного з так званих Глибоких полів «Хаббла». У 1995 році космічний телескоп протягом 10 діб накопичував світло, що надходить з однієї ділянки неба. Це дозволило побачити надзвичайно слабкі галактики, відстань до яких становить до 13 млрд. світлових років (менше одного мільярда років від Великого вибуху). Видимий світло від таких далеких об'єктів відчуває значне червоне зміщення і стає інфрачервоним.

Спостереження велися в області, далекій від площини галактики, де видно мало зірок. Тому більшість зареєстрованих об'єктів - це галактики різних стадіях еволюції.

Гігантська спіральна галактика, що позначається також як M104, розташована в скупченні галактик у сузір'ї Діви і видно нам майже з ребра. Вона має величезний центральний балдж (кулясте потовщення в центрі галактики) і містить близько 800 млрд зірок - в 2-3 рази більше, ніж Чумацький Шлях.

У центрі галактики знаходиться надмасивна чорна діра з вагою близько мільярда мас Сонця. Це визначено за швидкістю руху зірок поблизу центру галактики. В інфрачервоному діапазоні в галактиці чітко проглядається кільце газу та пилу, в якому активно народжуються зірки.

Приймачі

Головне дзеркало діаметром 85 смвиготовлено з берилію та охолоджується до температури 5,5 Дозниження власного інфрачервоного випромінювання дзеркала.

Телескоп було запущено у серпні 2003 року за програмою чотирьох великих обсерваторій NASA, Що включає:

• гамма-обсерваторію "Комптон" (1991-2000, 20 кеВ-30 ГеВ), див. Небо в гамма-променях з енергією 100 МеВ,
• рентгенівську обсерваторію "Чандра" (1999, 100 еВ-10 кеВ),
• космічний телескоп "Хаббл" (1990, 100-2100) нм),
• інфрачервоний телескоп "Спітцер" (2003, 3-180) мкм).

Очікується, що термін служби телескопа "Спітцер" складе близько 5 років. Свою назву телескоп отримав на честь астрофізика Лаймана Спітцера (1914–97), який у 1946 році, задовго до запуску першого супутника, опублікував статтю «Переваги для астрономії позаземної обсерваторії», а через 30 років переконав NASA і американський Конгрес Хаббл».

Огляди неба

Небо у ближньому інфрачервоному діапазоні 1–4 мкмта в середньому інфрачервоному діапазоні 25 мкм(COBE/DIRBE)

У ближньому інфрачервоному діапазоні Галактика проглядається ще чіткіше, ніж у видимому.

А ось у середньому ІЧ-діапазоні Галактика ледве помітна. Спостереженням сильно заважає пил, що знаходиться в Сонячної системи. Вона розташована вздовж площини екліптики, яка нахилена до площини галактики під кутом близько 50 градусів.

Обидва огляди отримані інструментом DIRBE (Diffuse Infrared Background Experiment) на борту супутника COBE (Cosmic Background Explorer). У ході цього експерименту, розпочатого в 1989 році, було отримано повні картиінфрачервоної яскравості піднебіння в діапазоні від 1,25 до 240 мкм.

Земне застосування

В основі приладу лежить електронно-оптичний перетворювач (ЕОП), що дозволяє значно (від 100 до 50 тисяч разів) посилювати слабке видиме або інфрачервоне світло.

Об'єктив створює зображення на фотокатоді, з якого, як і ФЕУ , вибиваються електрони. Далі вони розганяються високою напругою (10–20 кВ), фокусуються електронною оптикою (електромагнітним полем спеціально підібраної конфігурації) і падають на флуоресцентний екран, подібний до телевізійного. На ньому зображення розглядають у окуляри.

Розгін фотоелектронів дає можливість в умовах низького освітлення використовувати для отримання зображення буквально кожен квант світла, однак у темряві потрібне підсвічування. Щоб не видати присутність спостерігача, для цього користуються прожектором ближнього ІЧ-діапазону (760–3000 нм).

Існують також прилади, які вловлюють власне теплове випромінювання предметів у середньому ІЧ-діапазоні (8–14) мкм). Такі прилади називаються тепловізорами, вони дозволяють помітити людину, тварину або нагрітий двигун за рахунок їхнього теплового контрасту з навколишнім тлом.

Вся енергія, що споживається електричним обігрівачем, зрештою, переходить у тепло. Значна частина тепла відноситься повітрям, яке стикається з гарячою поверхнею, розширюється і піднімається вгору, тому обігрівається в основному стеля.

Щоб уникнути цього, обігрівачі забезпечують вентиляторами, які направляють тепле повітря, наприклад, на ноги людини і сприяють перемішуванню повітря в приміщенні. Але є й інший спосіб передачі тепла навколишнім предметам: інфрачервоне випромінювання обігрівача. Воно тим сильніше, чим гаряча поверхня і більша її площа.

Для збільшення площі радіатори роблять пласкими. Однак температура поверхні не може бути високою. В інших моделях обігрівачів використовується спіраль, що розігрівається до кількох сотень градусів (червоне гартування), та увігнутий металевий рефлектор, який створює спрямований потік інфрачервоного випромінювання.

Гальмівне Рівноважне Монохроматичне Черенківське Перехідне Радіовипромінювання Мікрохвильове Терагерцеве Інфрачервоне Мабуть Ультрафіолетове Рентгенівське Гамма-випромінювання Іонізуюче Реліктове Магніто-дрейфове Двофотонне Вимушене

Інфрачервоне випромінювання- електромагнітне випромінювання , що займає спектральну область між червоним кінцем видимого світла (з довжиною хвилі λ = 0,74 мкм) та мікрохвильовим випромінюванням (λ ~ 1-2 мм).

Інфрачервоне випромінювання було відкрито 1800 р. англійським ученим У. Гершелем.

Зараз весь діапазон інфрачервоного випромінювання ділять на три складові:

• короткохвильова область: λ=0,74 - 2,5 мкм;
• середньохвильова область: λ=2,5 - 50 мкм;
• довгохвильова область: λ=50 - 2000 мкм;

Останнім часом довгохвильову околицю цього діапазону виділяють в окремий, незалежний діапазон електромагнітних хвиль терагерцеве випромінювання(Субміліметрове випромінювання).

Інфрачервоне випромінювання також називають «тепловим» випромінюванням, оскільки всі тіла, тверді та рідкі, нагріті до певної температури, випромінюють енергію в інфрачервоному спектрі. При цьому довжини хвиль, що випромінюються тілом, залежать від температури нагрівання: чим вища температура, тим коротша довжина хвилі і вища інтенсивність випромінювання. Спектр випромінювання абсолютно чорного тіла за відносно невисоких (до кількох тисяч Кельвінів) температур лежить в основному саме в цьому діапазоні.

Використання

ІЧ (інфрачервоні) діоди та фотодіоди повсюдно застосовуються в пультах дистанційного керування, системах автоматики, охоронних системах тощо. Вони не відволікають увагу людини через свою невидимість. Інфрачервоні випромінювачі застосовують у промисловості для сушіння лакофарбових поверхонь. Інфрачервоний метод сушіння має суттєві переваги перед традиційним конвекційним методом. Насамперед це, безумовно, економічний ефект. Швидкість і енергія, що витрачається при інфрачервоному сушінні менше тих же показників при традиційних методах. Позитивним побічним ефектомтак само є стерилізація харчових продуктів, збільшення стійкості до корозії поверхонь, що покриваються фарбами. Недоліком є ​​істотно велика нерівномірність нагріву, що у ряді технологічних процесів абсолютно неприйнятно. Особливістю застосування ІЧ-випромінювання в харчовій промисловості є можливість проникнення електромагнітної хвилі в такі капілярно-пористі продукти, як зерно, крупа, борошно тощо на глибину до 7 мм. Ця величина залежить від характеру поверхні, структури, властивостей матеріалу та частотної характеристики випромінювання. Електромагнітна хвиля певного частотного діапазону надає не тільки термічний, а й біологічний вплив на продукт, що сприяє прискоренню біохімічних перетворень у біологічних полімерах (

Інфрачервоне світло візуально недоступне зору людини. Тим часом довгі інфрачервоні хвилі сприймаються людським організмомяк тепло. Деякі властивості видимого світла має інфрачервоне світло. Випромінювання цієї форми піддається фокусуванню, відбивається і поляризується. Теоретично ІЧ-світло більше трактується як інфрачервона радіація (ІР). Космічна ІР займає спектральний діапазон електромагнітного випромінювання 700 нм – 1 мм. ІЧ-хвилі довші за хвилі видимого світла і коротші за радіохвилі. Відповідно, частоти ІР вище частот мікрохвиль і нижче частот видимого світла. Частота ІР обмежена діапазоном 300 ГГц - 400 ТГц.

Інфрачервоні хвилі вдалося виявити британському астроному Вільяму Гершелю. Відкриття було зареєстроване у 1800 році. Використовуючи скляні призми у своїх дослідах, вчений у такий спосіб досліджував можливості поділу сонячного світла на окремі компоненти.

Коли Вільяму Гершелю довелося вимірювати температуру окремих кольорів, виявився фактор підвищення температури при послідовному проходженні наступного ряду:

• фіолет,
• синька,
• зелень,
• жовток,
• оранж,
• червоний.

Хвильовий та частотний діапазон ІЧ-радіації

З довжини хвилі, вчені умовно ділять інфрачервоне випромінювання кілька спектральних елементів. При цьому немає єдиного визначення меж кожної окремої частини.

Шкала електромагнітного випромінювання: 1 - радіохвилі; 2 - мікрохвилі; 3 - ІЧ-хвилі; 4 - видиме світло; 5 - ультрафіолет; 6 - промені x-ray; 7 - гама промені; В - діапазон довжин хвиль; Е - енергетика

Теоретично позначені три хвильових діапазони:

1. Близький
2. Середній
3. Далекий

Близький ІЧ-діапазон відзначений довжинами хвиль, наближених до кінцевої частини спектра видимого світла. Орієнтовний розрахунковий відрізок хвилі тут позначений довжиною: 750 - 1300 нм (0,75 - 1,3 мкм). Частота випромінювання становить приблизно 215–400 Гц. Короткий ІЧ-діапазон випромінюватиме мінімум тепла.

Середній ІЧ-діапазон (проміжний), що охоплює довжини хвиль 1300-3000 нм (1,3 - 3 мкм). Частоти тут вимірюються діапазоном 20-215 ТГц. Рівень тепла, що випромінюється, відносно невисокий.

Далекий ІЧ-діапазон найближчий до діапазону мікрохвиль. Розклад: 3-1000 мкм. Частотний діапазон 0,3-20 ТГц. Цю групу становлять короткі довжини хвиль на максимальному частотному відрізку. Тут випромінюється максимум тепла.

Застосування інфрачервоної радіації

ІЧ-променям знайшлося застосування у різних сферах. Серед найбільш відомих пристроїв- , тепловізори, обладнання нічного бачення тощо. Комунікаційним та мережним обладнанням ІЧ-світло використовується в рамках провідних та бездротових операцій.

Приклад роботи електронного приладу— тепловізора, принцип дії якого ґрунтується на використанні інфрачервоного випромінювання. І це лише окремо взятий приклад із безлічі інших

Пульти дистанційного керування оснащуються системою ІЧ-зв'язку ближньої дії, де сигнал передається через ІЧ-світлодіоди. приклад: звична побутова техніка - телевізори, кондиціонери, програвачі. Інфрачервоним світлом передаються дані по волоконно-оптичних кабельних системах.

Крім того, випромінювання ІЧ-діапазону активно використовується дослідницькою астрономією для вивчення космосу. Саме завдяки ІЧ-радіації вдається виявляти космічні об'єкти, невидимі для ока людини.

Маловідомі факти, пов'язані з ІЧ-світлом

Очі людини справді не можуть бачити інфрачервоні промені. Але «бачити» їх здатна шкіра тіла людини, що реагує на фотони, а не лише теплове випромінювання.

Поверхня шкіри фактично виступає «очним яблуком». Якщо сонячним днем ​​вийти на вулицю, заплющити очі і простягнути до неба долоні, без особливих зусиль можна виявити місце розташування сонця.

Взимку в кімнаті, де температура повітря становить 21-22ºС, будучи тепло одягненими ( светр, штани). Влітку в тій же кімнаті, за тієї ж температури, люди також відчувають комфорт, але в легшому одязі (шорти, футболка).

Пояснити цей феномен просто: незважаючи на однакову температуру повітря, стіни та стеля приміщення влітку випромінюють у більшій кількостіхвилі далекого ІЧ-діапазону, несомі сонячним світлом (FIR – Far Infrared). Тому тілом людини за однакових температур, влітку сприймається більше тепла.

ІЧ-тепло відтворюється будь-яким живим організмом та неживим предметом. На екрані тепловізора цей момент відзначається більш ніж виразно

Пари людей, що сплять в одному ліжку, мимоволі є передавачами та приймачами FIR-хвиль по відношенню один до одного. Якщо людина знаходиться в ліжку одна, вона діє як передавач FIR-хвиль, але вже не отримує такі ж хвилі у відповідь.

Коли люди розмовляють один з одним, вони мимоволі відправляють та отримують вібрації FIR-хвиль один від одного. Дружні (любовні) обійми також активують передачу FIR-випромінювання для людей.

Як сприймає ІЧ-світло природа?

Люди не в змозі бачити світлові промені ІЧ-діапазону, але змії сімейства гадюкових або віперових (наприклад, гримучі) мають сенсорні «впадини», які використовуються для отримання зображення в інфрачервоному світлі.

Ця властивість дозволяє зміям у повній темряві виявляти теплокровних тварин. Змії з двома сенсорними западинами, як передбачається наукою, мають деяке сприйняття глибини інфрачервоного діапазону.

Властивості ІЧ змії: 1, 2 - чутливі зони сенсорної западини; 3 - мембранна западина; 4 - внутрішня порожнина; 5 - MG волокно; 6 - зовнішня порожнина

Риба успішно використовує світло ближньої області спектру (NIR – Near Infrared) для захоплення видобутку та орієнтації в акваторії водойм. Це почуття NIR допомагає рибі безпомилково орієнтуватися за умов слабкого освітлення, у темряві чи каламутній воді.

Інфрачервоне випромінювання відіграє важливу роль для формування погоди та клімату Землі, також як сонячне світло. Загальна маса сонячного світла, що поглинається Землею, у рівній кількості ІЧ-випромінювання має переміщатися від Землі назад у космос. Інакше неминуче глобальне потепління чи глобальне похолодання.

Очевидна причина, через яку повітря швидко охолоджується сухої ночі. Низький рівень вологості та відсутність хмар на небі відкривають вільний шлях ІЧ-радіації. Інфрачервоні промені швидше виходять у космічний простір і, відповідно, швидше забирають тепло.

Значна частина, що приходить до Землі, – це саме інфрачервоне світло. Будь-який природний організм або предмет має температуру, а це означає - виділяє ІЧ-енергію. Навіть предмети, що апріорі є холодними (наприклад, кубики льоду), випромінюють ІЧ-світло.

Технічний потенціал інфрачервоної зони

Технічний потенціал ІЧ-променів безмежний. Прикладів маса. Інфрачервоне відстеження (самонаведення) застосовується у системах пасивного управління ракетами. Електромагнітне випромінювання від мети, одержуване інфрачервоної частини спектра, використовується в цьому випадку.

Систем відстеження мети: 1, 4 – камера згоряння; 2, 6 - відносно довгий вихлоп полум'я; 5 - холодний потік, що обходить гарячу камеру; 3, 7 - призначена важлива ІЧ сигнатура

Супутники погоди, обладнані радіометрами, що сканують, виробляють теплові зображення, які потім дозволяють аналітичною методикою визначати висоти і типи хмар, розраховувати температуру суші та поверхневих вод, визначати особливості поверхні океану.

Інфрачервоне випромінювання є найпоширенішим способом дистанційного керування різними приладами. На базі технології FIR розробляються та випускаються безліч продуктів. Особливо тут відзначились японці. Ось лише кілька прикладів, популярних у Японії та по всьому світу:

• спеціальні накладки та обігрівачі FIR;
• пластини FIR для збереження риби та овочів свіжими довгий час;
• керамічний папір та кераміка FIR;
• тканинні FIR рукавички, куртки, автомобільні сидіння;
• перукарський FIR-фен, що знижує пошкодження волосся;

Інфрачервона рефлектографія (арт-консервація) застосовується для вивчення картин, допомагає виявити шари, що лежать в основі, не руйнуючи структури. Цей прийом допомагає виявити деталі, приховані під малюнком художника.

У такий спосіб визначається, чи є поточна картина оригінальним художнім твором чи лише професійно зробленою копією. Визначаються також зміни, пов'язані з реставраційною роботою над витворами мистецтва.

ІЧ-промені: вплив на здоров'я людей

Сприятливий вплив сонячного світла на здоров'я людини підтверджено науково. Однак надмірне перебування під сонячним випромінюванням є потенційно небезпечним. Сонячне світло містить ультрафіолетові промені, дія яких спалює шкіру тіла людини.

Інфрачервоні сауни масового користування широко поширені у Японії та Китаї. І тенденція на розвиток цього способу оздоровлення лише посилюється

Тим часом інфрачервоне випромінювання далекого діапазону хвиль забезпечує всі переваги для здоров'я, які отримують від природного сонячного світла. При цьому повністю виключається небезпечна дія сонячної радіації.

Застосуванням технології відтворення ІЧ-променів досягається повний контроль температури (), необмежене сонячне світло. Але це далеко не всі відомі факти переваг інфрачервоного випромінювання:

• Інфрачервоні промені далекого діапазону зміцнюють серцево-судинну систему, стабілізують серцевий ритм, збільшують серцевий викид, зменшуючи діастолічний артеріальний тиск.
• Стимуляція серцево-судинної функції інфрачервоним світлом далекого діапазону - ідеальний спосіб підтримки в нормі серцево-судинної системи. Є досвід американських астронавтів під час тривалого космічного польоту.
• ІЧ-промені далекого інфрачервоного діапазону з температурою вище 40°C послаблюють і зрештою вбиває ракові клітини. Цей факт підтверджено Американською онкологічною асоціацією та Національним інститутом раку.
• Інфрачервоні сауни часто використовуються в Японії та Кореї (терапія гіпертермії або Waon-терапія) для лікування серцево-судинних захворювань, особливо в частині хронічної серцевої недостатності та периферичних артеріальних захворювань.
• Результати досліджень, опубліковані в журналі «Нейропсихіатрична хвороба та лікування», показують інфрачервоні промені як «медичний прорив» у лікуванні черепно-мозкових травм.
• Інфрачервона сауна вважається у сім разів більш ефективною при виведенні з організму важких металів, холестерину, спирту, нікотину, аміаку, сірчаної кислоти та інших токсинів.
• Нарешті, FIR-терапія в Японії та Китаї вийшла на перше місце серед ефективних способівлікування астми, бронхіту, застуди, грипу, синуситу Зазначено, що FIR-терапія прибирає запалення, набряки, слизові оболонки.

Інфрачервоне світло та тривалість життя 200 років