Infracrveno zračenje je prirodni oblik zračenja. Svaka osoba joj je izložena svakodnevno. Ogroman dio energije Sunca dolazi na našu planetu u obliku infracrvenih zraka. Međutim, u modernom svijetu postoji mnogo uređaja koji koriste infracrveno zračenje. Može uticati na ljudski organizam na različite načine. To u velikoj mjeri zavisi od vrste i namjene korištenja ovih uređaja.
Šta je ovo
Infracrveno zračenje ili IR zračenje je vrsta elektromagnetnog zračenja koje zauzima područje spektra od crvene vidljive svjetlosti (koju karakteriše talasna dužina od 0,74 mikrona) do kratkotalasnog radio zračenja (sa talasnom dužinom od 1 -2 mm). Ovo je prilično veliko područje spektra, pa se dalje dijeli na tri područja:
- blizu (0,74 - 2,5 µm);
- srednji (2,5 - 50 mikrona);
- daleko (50-2000 mikrona).
Historija otkrića
Godine 1800. naučnik iz Engleske, W. Herschel, zapazio je da u nevidljivom dijelu sunčevog spektra (izvan crvenog svjetla), temperatura termometra raste. Nakon toga je dokazana podređenost infracrvenog zračenja zakonima optike i donesen zaključak o njegovom odnosu sa vidljivom svjetlošću.
Zahvaljujući radu sovjetske fizičarke A. A. Glagoleve-Arkadjeve, koja je 1923. godine primala radio talase sa λ=80 μm (IR opseg), postojao je kontinuirani prelaz sa vidljivog zračenja na IR zračenje i radio talase. eksperimentalno dokazano. Tako je donesen zaključak o njihovoj zajedničkoj elektromagnetnoj prirodi.
Gotovo sve u prirodi je sposobno da emituje talasne dužine koje odgovaraju infracrvenom spektru, što znači da je izvor infracrvenog zračenja. Ljudsko tijelo nije izuzetak. Svi znamo da se sve oko nas sastoji od atoma i jona, čak i ljudi. I ove pobuđene čestice su sposobne da emituju IR spektre. Mogu prijeći u uzbuđeno stanje pod utjecajem različitih faktora, na primjer, električnih pražnjenja ili kada se zagrijavaju. Dakle, u spektru zračenja plamena plinske peći postoji traka sa λ=2,7 µm od molekula vode i sa λ=4,2 µm od ugljičnog dioksida.
IR talasi u svakodnevnom životu, nauci i industriji
Koristeći određene uređaje kod kuće i na poslu, rijetko se pitamo o uticaju infracrvenog zračenja na ljudski organizam. U međuvremenu, infracrveni grijači su danas prilično popularni. Njihova temeljna razlika od uljnih radijatora i konvektora je u mogućnosti zagrijavanja ne samog zraka, već svih predmeta u prostoriji. Odnosno, namještaj, podovi i zidovi se prvo zagrijavaju, a zatim odaju toplinu u atmosferu. Istovremeno, infracrveno zračenje utiče i na organizme - ljude i njihove kućne ljubimce.
IR zraci se također široko koriste u prijenosu podataka i daljinskom upravljanju. Mnogi mobilni telefoni imaju infracrvene portove za razmjenu datoteka između njih. I svi daljinski upravljači za klima uređaje, muzičke centre, televizore, neke kontrolisane dečije igračke takođe koriste elektromagnetne zrake u infracrvenom opsegu.
Upotreba infracrvenih zraka u vojsci i astronautici
Najvažniji infracrveni zraci su za vazduhoplovnu i vojnu industriju. Na bazi fotokatoda koje su osjetljive na infracrveno zračenje (do 1,3 mikrona) kreiraju se uređaji za noćno osmatranje (razni dvogledi, nišani i sl.). Oni omogućavaju, dok istovremeno zrače objekte infracrvenim zračenjem, da ciljaju ili posmatraju u apsolutnoj tami.
Zahvaljujući kreiranim visokoosjetljivim prijemnicima infracrvenih zraka, proizvodnja projektila za navođenje je postala moguća. Senzori u njihovoj glavi reaguju na IC zračenje mete, koje je obično toplije od okoline, i usmjeravaju projektil do cilja. Na osnovu istog principadetekcija zagrejanih delova brodova, aviona, tenkova pomoću termomerača.
IR lokatori i daljinomjeri mogu otkriti različite objekte u potpunom mraku i izmjeriti udaljenost do njih. Specijalni uređaji - optički kvantni generatori koji emituju u infracrvenom području, koriste se za svemirske i zemaljske komunikacije velikog dometa.
Infracrveno zračenje u nauci
Jedna od najčešćih je proučavanje spektra emisije i apsorpcije u IR regiji. Koristi se u proučavanju karakteristika elektronskih omotača atoma, za određivanje strukture različitih molekula, i pored toga, u kvalitativnoj i kvantitativnoj analizi mješavina različitih supstanci.
Zbog razlika u koeficijentima raspršenja, transmisije i refleksije tijela u vidljivom i IC zracima, fotografije snimljene u različitim uvjetima su donekle različite. Infracrvene slike često pokazuju više detalja. Takve slike se široko koriste u astronomiji.
Proučavanje uticaja infracrvenih zraka na telo
Prvi naučni podaci o uticaju infracrvenog zračenja na ljudski organizam datiraju iz 1960-ih godina. Autor istraživanja je japanski doktor Tadaši Išikava. Tokom svojih eksperimenata uspio je ustanoviti da infracrveni zraci imaju tendenciju da prodiru duboko u ljudsko tijelo. Istovremeno se javljaju procesi termoregulacije, slični reakciji na boravak u sauni. Međutim, znojenje počinje na nižoj temperaturi okoline (itje oko 50°C), a zagrijavanje unutrašnjih organa se dešava mnogo dublje.
Prilikom ovog zagrevanja pojačava se cirkulacija krvi, šire se sudovi respiratornog sistema, potkožnog tkiva i kože. Međutim, produženo izlaganje infracrvenom zračenju na osobu može uzrokovati toplotni udar, a jako infracrveno zračenje dovodi do opekotina različitog stepena.
IR zaštita
Postoji mala lista aktivnosti koje imaju za cilj smanjenje rizika od izlaganja infracrvenom zračenju na ljudsko tijelo:
- Smanjenje intenziteta zračenja. To se postiže izborom odgovarajuće tehnološke opreme, blagovremenom zamenom zastarele opreme, kao i njenim racionalnim rasporedom.
- Uklanjanje radnika sa izvora radijacije. Ako proizvodna linija dozvoljava, treba dati prednost daljinskom upravljanju proizvodnom linijom.
- Postavljanje zaštitnih ekrana na izvor ili radno mjesto. Takve ograde mogu se urediti na dva načina kako bi se smanjio učinak infracrvenog zračenja na ljudski organizam. U prvom slučaju moraju reflektirati elektromagnetne valove, au drugom ih odgoditi i pretvoriti energiju zračenja u toplinsku, nakon čega slijedi njeno uklanjanje. Zbog činjenice da zaštitni ekrani ne bi trebali uskratiti stručnjacima mogućnost praćenja procesa koji se odvijaju u proizvodnji, mogu se učiniti transparentnim ili prozirnim. Za to, silikatni ilikvarcno staklo, kao i metalne mreže i lanci.
- Toplotna izolacija ili hlađenje vrućih površina. Glavna svrha toplinske izolacije je smanjenje rizika od opekotina za radnike.
- Lična zaštitna oprema (razni kombinezoni, naočale sa ugrađenim svjetlosnim filterima, štitnici).
- Preventivne mjere. Ako u toku gore navedenih radnji nivo izloženosti infracrvenom zračenju na tijelu ostane dovoljno visok, tada treba odabrati odgovarajući način rada i odmora.
Koristi za ljudski organizam
Infracrveno zračenje koje utiče na ljudski organizam dovodi do poboljšanja cirkulacije krvi zbog vazodilatacije, boljeg zasićenja organa i tkiva kiseonikom. Osim toga, povećanje tjelesne temperature ima analgetski učinak zbog djelovanja zraka na nervne završetke u koži.
Primijećeno je da operacija izvedena pod utjecajem infracrvenog zračenja ima niz prednosti:
- bol nakon operacije je nešto lakše podnijeti;
- brža regeneracija ćelija;
- Uticaj infracrvenog zračenja na osobu izbjegava hlađenje unutrašnjih organa u slučaju operacije na otvorenim šupljinama, čime se smanjuje rizik od šoka.
Kod pacijenata sa opekotinama, infracrveno zračenje stvara mogućnost otklanjanja nekroze, kao i izvođenja autoplastike u ranijoj fazi. Osim toga, smanjuje se trajanje groznice, anemija i hipoproteinemija su manje izražene, a učestalost komplikacija je smanjena.
Dokazano je da infracrveno zračenje može oslabiti dejstvo nekih pesticida povećanjem nespecifičnog imuniteta. Mnogi od nas znaju za liječenje rinitisa i nekih drugih manifestacija prehlade plavim IC lampama.
Šteta ljudima
Vrijedi napomenuti da šteta od infracrvenog zračenja za ljudski organizam također može biti vrlo značajna. Najočigledniji i najčešći slučajevi su opekotine kože i dermatitis. Mogu se javiti ili kod predugog izlaganja slabim talasima infracrvenog spektra ili tokom intenzivnog zračenja. Kada je riječ o medicinskim zahvatima, rijetki su, ali ipak se kod nepravilnog liječenja javljaju toplotni udari, astenija i pogoršanje bola.
Jedan od savremenih problema su opekotine oka. Najopasniji za njih su IR zraci sa talasnim dužinama u rasponu od 0,76-1,5 mikrona. Pod njihovim uticajem dolazi do zagrijavanja sočiva i očne vodice, što može dovesti do raznih poremećaja. Jedna od najčešćih nuspojava je fotofobija. Ovoga treba zapamtiti djeca koja se igraju laserskim pokazivačima i zavarivači koji zanemaruju ličnu zaštitnu opremu.
IR zraci u medicini
Liječenje infracrvenim zračenjem je lokalno i općenito. U prvom slučaju vrši se lokalno djelovanje na određeni dio tijela, au drugom se cijelo tijelo izlaže dejstvu zraka. Tok tretmana zavisi od bolesti i može se kretati od 5 do 20 sesija po 15-30 minuta. Prilikom izvođenja procedura preduslov jeupotreba zaštitne opreme. Za održavanje zdravlja očiju koriste se posebni kartonski jastučići ili naočale.
Nakon prve procedure, na površini kože se pojavljuje crvenilo sa nejasnim granicama koje prolazi nakon otprilike sat vremena.
Djelovanje IC emitera
Uz dostupnost mnogih medicinskih uređaja, ljudi ih kupuju za ličnu upotrebu. Međutim, treba imati na umu da takvi uređaji moraju ispunjavati posebne zahtjeve i koristiti se u skladu sa sigurnosnim propisima. Ali što je najvažnije, važno je shvatiti da se, kao i svaki medicinski uređaj, emiteri infracrvenih talasa ne mogu koristiti za brojne bolesti.
| valna dužina, µm | Korisna radnja |
| 9.5 µm | Imunokorektivno djelovanje kod stanja imunodeficijencije uzrokovanih gladovanjem, trovanjem ugljičnim tetrahloridom, upotrebom imunosupresiva. To dovodi do obnove normalnih pokazatelja ćelijske veze imuniteta. |
| 16,25 mikrona | Antioksidativno djelovanje. Izvodi se zbog stvaranja slobodnih radikala iz superoksida i hidroperoksida, te njihove rekombinacije. |
| 8, 2 i 6,4 µm | Antibakterijsko dejstvo i normalizacija crevne mikroflore usled uticaja na sintezu hormona prostaglandina, što dovodi do imunomodulacionog efekta. |
| 22,5 µm | Rezultira prijevodom mnogihnerastvorljiva jedinjenja, kao što su krvni ugrušci i aterosklerotski plakovi, u rastvorljivo stanje, omogućavajući im da budu uklonjeni iz tela. |
Stoga, kvalifikovani specijalista, iskusan lekar treba da izabere kurs terapije. U zavisnosti od dužine emitovanih infracrvenih talasa, uređaji se mogu koristiti u različite svrhe.
