تشعشعات مادون قرمز شکل طبیعی تابش است. هر فرد روزانه در معرض آن است. بخش عظیمی از انرژی خورشید به شکل پرتوهای فروسرخ به سیاره ما می رسد. با این حال، در دنیای مدرن دستگاه های زیادی وجود دارد که از اشعه مادون قرمز استفاده می کنند. می تواند بدن انسان را به طرق مختلف تحت تاثیر قرار دهد. این تا حد زیادی به نوع و هدف استفاده از این دستگاه ها بستگی دارد.
این چیست
تابش مادون قرمز یا پرتوهای IR، نوعی از تابش الکترومغناطیسی است که ناحیه طیفی از نور مرئی قرمز (که با طول موج 0.74 میکرون مشخص می شود) تا تابش رادیویی موج کوتاه (با طول موج 1) را اشغال می کند. -2 میلی متر). این یک ناحیه نسبتاً بزرگ از طیف است، بنابراین بیشتر به سه ناحیه تقسیم می شود:
- نزدیک (0,74 - 2.5 میکرومتر؛
- متوسط (2.5 - 50 میکرون)؛
- دور (50-2000 میکرون).
تاریخچه کشف
در سال 1800، دانشمندی از انگلستان، W. Herschel، مشاهده کرد که در قسمت نامرئی طیف خورشیدی (خارج از نور قرمز)، دمای دماسنج افزایش می یابد. پس از آن، تبعیت تابش مادون قرمز به قوانین اپتیک اثبات شد و نتیجه‌گیری در مورد رابطه آن با نور مرئی انجام شد.
به لطف کار فیزیکدان شوروی A. A. Glagoleva-Arkadyeva، که در سال 1923 امواج رادیویی با λ=80 میکرومتر (محدوده IR) را دریافت کرد، وجود یک انتقال مداوم از تابش مرئی به تابش IR و امواج رادیویی بود. تجربی ثابت کرد بنابراین، نتیجه گیری در مورد ماهیت الکترومغناطیسی مشترک آنها انجام شد.
تقریباً همه چیز در طبیعت قادر به انتشار طول موجهای متناظر با طیف مادون قرمز است، به این معنی که منبع تشعشعات فروسرخ است. بدن انسان نیز از این قاعده مستثنی نیست. همه ما می دانیم که همه چیز در اطراف از اتم ها و یون ها تشکیل شده است، حتی انسان. و این ذرات برانگیخته قادر به انتشار طیف های خط IR هستند. آنها می توانند تحت تأثیر عوامل مختلف، به عنوان مثال، تخلیه الکتریکی یا هنگام گرم شدن، به حالت هیجان زده بروند. بنابراین، در طیف تابش شعله اجاق گاز نواری با λ=2.7 میکرومتر از مولکول های آب و با λ=4.2 میکرومتر از دی اکسید کربن وجود دارد.
امواج IR در زندگی روزمره، علم و صنعت
با استفاده از دستگاه های خاصی در خانه و محل کار، به ندرت از خود در مورد تأثیر اشعه مادون قرمز بر بدن انسان سوال می کنیم.در همین حال، بخاری های مادون قرمز امروزه بسیار محبوب هستند. تفاوت اساسی آنها با رادیاتورها و کنوکتورهای روغن در توانایی گرم کردن مستقیم نه خود هوا، بلکه تمام اجسام موجود در اتاق است. یعنی ابتدا مبلمان، کف و دیوارها گرم می شوند و سپس گرمای خود را به جو می دهند. در عین حال، تشعشعات مادون قرمز بر موجودات - انسان و حیوانات خانگی آنها نیز تأثیر می گذارد.
اشعه IR نیز به طور گسترده ای در انتقال داده و کنترل از راه دور استفاده می شود. بسیاری از تلفن های همراه دارای پورت مادون قرمز برای تبادل فایل بین خود هستند. و تمامی ریموت کنترل‌های تهویه مطبوع، مراکز موسیقی، تلویزیون‌ها، برخی از اسباب‌بازی‌های کنترل‌شده کودکان نیز از پرتوهای الکترومغناطیسی در محدوده مادون قرمز استفاده می‌کنند.
استفاده از اشعه مادون قرمز در ارتش و فضانوردی
مهمترین اشعه مادون قرمز برای صنایع هوافضا و نظامی است. بر اساس فوتوکاتدهایی که به تشعشعات مادون قرمز حساس هستند (تا 1.3 میکرون)، دستگاه های دید در شب (دوربین های مختلف، دوربین های دیدنی و غیره) ساخته می شوند. آنها اجازه می دهند، در حالی که به طور همزمان اشیاء را با تابش مادون قرمز تابش می کنند، در تاریکی مطلق هدف یا مشاهده کنند.
به لطف دریافت کننده های بسیار حساس پرتوهای مادون قرمز ایجاد شده، تولید موشک های خانگی امکان پذیر شد. حسگرهای موجود در سر آنها به تابش IR هدف که معمولا گرمتر از محیط است واکنش نشان می دهد و موشک را به سمت هدف هدایت می کند. بر اساس همین اصلتشخیص قطعات گرم شده کشتی ها، هواپیماها، مخازن با استفاده از جهت یاب گرما.
یاب ها و فاصله یاب های IR می توانند اجسام مختلف را در تاریکی کامل شناسایی کرده و فاصله آنها را اندازه گیری کنند. دستگاه‌های ویژه - ژنراتورهای کوانتومی نوری که در ناحیه فروسرخ ساطع می‌کنند، برای فضا و ارتباطات زمینی دوربرد استفاده می‌شوند.
تابش مادون قرمز در علم
یکی از رایج ترین آنها مطالعه طیف گسیل و جذب در ناحیه IR است. در بررسی ویژگی‌های لایه‌های الکترونی اتم‌ها، تعیین ساختار مولکول‌های مختلف و علاوه بر آن در تجزیه و تحلیل کمی و کیفی مخلوط‌های مواد مختلف استفاده می‌شود.
به دلیل تفاوت در ضرایب پراکندگی، انتقال و انعکاس اجسام در پرتوهای مرئی و IR، عکس های گرفته شده در شرایط مختلف تا حدودی متفاوت هستند. تصاویر مادون قرمز اغلب جزئیات بیشتری را نشان می دهند. چنین تصاویری به طور گسترده در نجوم استفاده می شود.
بررسی تأثیر اشعه مادون قرمز بر بدن
اولین داده های علمی در مورد تأثیر تابش مادون قرمز بر بدن انسان به دهه 1960 برمی گردد. نویسنده این تحقیق پزشک ژاپنی تاداشی ایشیکاوا است. در طول آزمایشات خود، او توانست ثابت کند که اشعه مادون قرمز تمایل به نفوذ به اعماق بدن انسان دارد. در همان زمان، فرآیندهای تنظیم حرارت اتفاق می افتد، مشابه واکنش به حضور در سونا. با این حال، تعریق در دمای محیط پایین‌تر شروع می‌شودحدود 50 درجه سانتیگراد است)، و گرم شدن اندام های داخلی بسیار عمیق تر رخ می دهد.
در طول این گرما، گردش خون افزایش می یابد، رگ های دستگاه تنفسی، بافت زیر جلدی و پوست منبسط می شوند. با این حال، قرار گرفتن طولانی مدت در معرض تابش مادون قرمز در فرد می تواند باعث گرمازدگی شود و تابش مادون قرمز قوی منجر به سوختگی در درجات مختلف می شود.
محافظت IR
لیست کوچکی از فعالیت ها با هدف کاهش خطر قرار گرفتن در معرض اشعه مادون قرمز در بدن انسان وجود دارد:
- کاهش شدت تابش. این امر از طریق انتخاب تجهیزات تکنولوژیکی مناسب، جایگزینی به موقع تجهیزات منسوخ و همچنین چیدمان منطقی آن به دست می آید.
- حذف کارگران از منبع تشعشع. اگر خط تولید اجازه می دهد، کنترل از راه دور خط تولید باید ترجیح داده شود.
- نصب صفحات محافظ روی منبع یا محل کار. چنین نرده هایی را می توان به دو صورت ترتیب داد تا اثر اشعه مادون قرمز بر بدن انسان کاهش یابد. در حالت اول باید امواج الکترومغناطیسی را منعکس کنند و در حالت دوم باید آنها را به تأخیر بیندازند و انرژی تابش را به انرژی گرمایی تبدیل کنند و به دنبال آن حذف شوند. با توجه به اینکه صفحه های محافظ نباید فرصت نظارت بر فرآیندهای در حال انجام در تولید را از متخصصان سلب کنند، می توان آنها را شفاف یا شفاف ساخت. برای این، سیلیکات یاشیشه کوارتز، و همچنین مش و زنجیر فلزی.
- عایق حرارتی یا خنک کننده سطوح داغ. هدف اصلی عایق حرارتی کاهش خطر سوختگی برای کارگران است.
- تجهیزات محافظ شخصی (پوشش های مختلف، عینک با فیلترهای داخلی داخلی، سپر).
- اقدامات پیشگیرانه. اگر در طول اقدامات فوق، سطح قرار گرفتن در معرض اشعه مادون قرمز در بدن به اندازه کافی بالا بماند، باید یک حالت کار و استراحت مناسب انتخاب شود.
فواید برای بدن انسان
اشعه مادون قرمز که بر بدن انسان تأثیر می گذارد به دلیل اتساع عروق، اشباع بهتر اندام ها و بافت ها با اکسیژن منجر به بهبود گردش خون می شود. علاوه بر این، افزایش دمای بدن به دلیل تأثیر اشعه بر انتهای عصبی پوست، اثر ضد درد دارد.
توجه شده است که جراحی انجام شده تحت تأثیر اشعه مادون قرمز چندین مزیت دارد:
تحمل درد بعد از جراحی تا حدودی آسانتر است؛
در بیماران دچار سوختگی، اشعه مادون قرمز امکان رفع نکروز و همچنین انجام اتوپلاستی در مراحل اولیه را ایجاد می کند. علاوه بر این، طول مدت تب کاهش می یابد، کم خونی و هیپوپروتئینمی کمتر مشخص می شود و تعداد عوارض کاهش می یابد.
ثابت شده است که اشعه مادون قرمز می تواند با افزایش ایمنی غیراختصاصی اثر برخی از آفت کش ها را تضعیف کند. بسیاری از ما در مورد درمان رینیت و برخی تظاهرات دیگر سرماخوردگی با لامپ های آبی IR می دانیم.
مضرات برای انسان
شایان ذکر است که آسیب اشعه مادون قرمز برای بدن انسان نیز می تواند بسیار قابل توجه باشد. بارزترین و شایع ترین موارد سوختگی پوست و درماتیت است. آنها می توانند با قرار گرفتن طولانی مدت در معرض امواج ضعیف طیف مادون قرمز یا در هنگام تابش شدید رخ دهند. وقتی صحبت از روش‌های پزشکی به میان می‌آید، نادر است، اما همچنان، گرمازدگی، آستنی و تشدید درد با درمان نادرست رخ می‌دهد.
یکی از مشکلات مدرن سوختگی چشم است. خطرناک ترین برای آنها اشعه IR با طول موج در محدوده 0.76-1.5 میکرون است. تحت تأثیر آنها، عدسی و زلالیه گرم می شوند که می تواند منجر به اختلالات مختلف شود. یکی از شایع ترین عوارض جانبی، فتوفوبیا است. کودکانی که با نشانگرهای لیزری بازی می‌کنند و جوشکارانی که از تجهیزات حفاظتی شخصی غفلت می‌کنند، باید این را به خاطر بسپارند.
اشعه IR در پزشکی
درمان با اشعه مادون قرمز موضعی و عمومی است. در حالت اول، یک عمل موضعی بر روی قسمت خاصی از بدن انجام می شود و در حالت دوم، کل بدن در معرض اثر اشعه قرار می گیرد. دوره درمان بستگی به بیماری دارد و می تواند بین 5 تا 20 جلسه 15-30 دقیقه ای باشد. هنگام انجام مراحل، یک پیش نیاز استاستفاده از تجهیزات حفاظتی برای حفظ سلامت چشم از پد یا عینک مقوایی مخصوص استفاده می شود.
پس از اولین عمل، قرمزی با مرزهای نامشخص در سطح پوست ظاهر می شود که پس از حدود یک ساعت از بین می رود.
عملکرد ساطع کننده های IR
با در دسترس بودن بسیاری از وسایل پزشکی، مردم آنها را برای استفاده شخصی خریداری می کنند. با این حال، باید به خاطر داشت که چنین دستگاه هایی باید الزامات خاصی را داشته باشند و با رعایت مقررات ایمنی مورد استفاده قرار گیرند. اما مهمتر از همه، درک این نکته مهم است که مانند هر وسیله پزشکی، ساطع کننده امواج مادون قرمز برای تعدادی از بیماری ها قابل استفاده نیست.
| طول موج، میکرومتر | اقدام مفید |
| 9.5 میکرومتر | |
| 16.25 میکرون | عمل آنتی اکسیدانی. این به دلیل تشکیل رادیکال های آزاد از سوپراکسیدها و هیدروپراکسیدها و ترکیب مجدد آنها انجام می شود. |
| 8، 2 و 6.4 میکرومتر | عمل ضد باکتریایی و عادی سازی میکرو فلور روده به دلیل تأثیر بر سنتز هورمون های پروستاگلاندین، منجر به اثر تعدیل کننده ایمنی می شود. |
| 22.5 میکرومتر | نتایج در ترجمه بسیاریترکیبات نامحلول مانند لخته های خون و پلاک های آترواسکلروتیک به حالت محلول در می آیند و به آنها اجازه می دهد از بدن خارج شوند. |
بنابراین، یک متخصص واجد شرایط، یک پزشک با تجربه باید یک دوره درمانی را انتخاب کند. بسته به طول امواج مادون قرمز ساطع شده، دستگاه ها را می توان برای اهداف مختلف استفاده کرد.
