ინფრაწითელი გამოსხივება გამოსხივების ბუნებრივი ფორმაა. ყოველი ადამიანი ყოველდღიურად ექვემდებარება მას. მზის ენერგიის უზარმაზარი ნაწილი ჩვენს პლანეტაზე მოდის ინფრაწითელი სხივების სახით. თუმცა, თანამედროვე სამყაროში არსებობს მრავალი მოწყობილობა, რომელიც იყენებს ინფრაწითელ გამოსხივებას. მას შეუძლია გავლენა მოახდინოს ადამიანის სხეულზე სხვადასხვა გზით. ეს დიდწილად დამოკიდებულია ამ მოწყობილობების გამოყენების ტიპსა და მიზანზე.
რა არის ეს
ინფრაწითელი გამოსხივება, ან IR სხივები, არის ელექტრომაგნიტური გამოსხივების ტიპი, რომელიც იკავებს სპექტრულ რეგიონს წითელი ხილული სინათლისგან (რომელიც ახასიათებს ტალღის სიგრძით 0,74 მიკრონი) მოკლე ტალღის რადიო გამოსხივებამდე (ტალღის სიგრძით 1). -2 მმ). ეს არის სპექტრის საკმაოდ დიდი ფართობი, ამიტომ იგი შემდგომ იყოფა სამ ზონად:
- ახლოს (0,74 - 2,5 მკმ);
- საშუალო (2,5 - 50 მიკრონი);
- შორს (50-2000 მიკრონი).
აღმოჩენის ისტორია
1800 წელს, ინგლისელმა მეცნიერმა, ვ. ჰერშელმა, გააკეთა დაკვირვება, რომ მზის სპექტრის უხილავ ნაწილში (წითელი სინათლის მიღმა) თერმომეტრის ტემპერატურა იზრდება. შემდგომში დადასტურდა ინფრაწითელი გამოსხივების დაქვემდებარება ოპტიკის კანონებთან და გაკეთდა დასკვნა მისი ურთიერთობის შესახებ ხილულ სინათლესთან.
საბჭოთა ფიზიკოსის ა.ა.გლაგოლევა-არკადიევას მუშაობის წყალობით, რომელმაც მიიღო რადიოტალღები λ=80 μm (IR დიაპაზონი) 1923 წელს, ხილული გამოსხივებიდან IR გამოსხივებაზე და რადიოტალღებზე უწყვეტი გადასვლის არსებობა იყო. ექსპერიმენტულად დადასტურდა. ამრიგად, დასკვნა გაკეთდა მათი საერთო ელექტრომაგნიტური ბუნების შესახებ.
ბუნებაში თითქმის ყველაფერს შეუძლია ასხივოს ინფრაწითელი სპექტრის შესაბამისი ტალღის სიგრძე, რაც ნიშნავს, რომ ის ინფრაწითელი გამოსხივების წყაროა. გამონაკლისი არც ადამიანის სხეულია. ჩვენ ყველამ ვიცით, რომ ირგვლივ ყველაფერი ატომებისა და იონებისგან შედგება, ადამიანებიც კი. და ამ აღგზნებულ ნაწილაკებს შეუძლიათ IR ხაზის სპექტრების გამოსხივება. მათ შეუძლიათ აღგზნებულ მდგომარეობაში გადავიდნენ სხვადასხვა ფაქტორების გავლენის ქვეშ, მაგალითად, ელექტრული გამონადენი ან გაცხელებისას. ასე რომ, გაზქურის ალის გამოსხივების სპექტრში არის ზოლი λ=2,7 მკმ წყლის მოლეკულებიდან და λ=4,2 მკმ ნახშირორჟანგიდან.
IR ტალღები ყოველდღიურ ცხოვრებაში, მეცნიერებასა და ინდუსტრიაში
სახლში და სამსახურში გარკვეული მოწყობილობების გამოყენებისას იშვიათად ვეკითხებით საკუთარ თავს ადამიანის სხეულზე ინფრაწითელი გამოსხივების ზემოქმედების შესახებ.იმავდროულად, ინფრაწითელი გამათბობლები დღეს საკმაოდ პოპულარულია. მათი ფუნდამენტური განსხვავება ნავთობის რადიატორებისა და კონვექტორებისგან არის შესაძლებლობა გაათბოს არა თავად ჰაერი, არამედ ოთახში არსებული ყველა ობიექტი. ანუ ჯერ ავეჯი, იატაკი და კედლები თბება, შემდეგ კი სითბოს ატმოსფეროს ასხივებს. ამავდროულად, ინფრაწითელი გამოსხივება ასევე მოქმედებს ორგანიზმებზე - ადამიანებზე და მათ შინაურ ცხოველებზე.
IR სხივები ასევე ფართოდ გამოიყენება მონაცემთა გადაცემასა და დისტანციურ მართვაში. ბევრ მობილურ ტელეფონს აქვს ინფრაწითელი პორტები მათ შორის ფაილების გაცვლისთვის. და კონდიციონერების, მუსიკალური ცენტრების, ტელევიზორების ყველა დისტანციური მართვის პულტი, ზოგიერთი კონტროლირებადი საბავშვო სათამაშო ასევე იყენებს ელექტრომაგნიტურ სხივებს ინფრაწითელ დიაპაზონში.
ინფრაწითელი სხივების გამოყენება არმიასა და ასტრონავტიკაში
ყველაზე მნიშვნელოვანი ინფრაწითელი სხივები არის საჰაერო კოსმოსური და სამხედრო მრეწველობისთვის. ინფრაწითელი გამოსხივებისადმი მგრძნობიარე ფოტოკათოდების საფუძველზე (1,3 მიკრონიმდე) იქმნება ღამის ხედვის მოწყობილობები (სხვადასხვა ბინოკლები, სამიზნეები და ა.შ.). ისინი აძლევენ საშუალებას, ობიექტებს ინფრაწითელი გამოსხივების ერთდროულად დასხივებისას, დაუმიზნონ ან დააკვირდნენ აბსოლუტურ სიბნელეში.
ინფრაწითელი სხივების შექმნილი უაღრესად მგრძნობიარე მიმღებების წყალობით შესაძლებელი გახდა საშინაო რაკეტების წარმოება. სენსორები მათ თავში რეაგირებენ სამიზნის IR გამოსხივებაზე, რომელიც ჩვეულებრივ უფრო თბილია ვიდრე გარემო და ატარებენ რაკეტას სამიზნემდე. იმავე პრინციპზე დაყრდნობითგემების, თვითმფრინავების, ტანკების გაცხელებული ნაწილების აღმოჩენა სითბოს მიმართულების მპოვნელების გამოყენებით.
IR ლოკატორებს და დიაპაზონის მაძიებლებს შეუძლიათ ამოიცნონ სხვადასხვა ობიექტები სრულ სიბნელეში და გაზომონ მანძილი მათთან. სპეციალური მოწყობილობები - ოპტიკური კვანტური გენერატორები, რომლებიც ასხივებენ ინფრაწითელ რეგიონში, გამოიყენება კოსმოსური და შორ მანძილზე ხმელეთის კომუნიკაციებისთვის.
ინფრაწითელი გამოსხივება მეცნიერებაში
ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული არის ემისიის და შთანთქმის სპექტრების შესწავლა IR რეგიონში. იგი გამოიყენება ატომების ელექტრონული გარსების თავისებურებების შესასწავლად, სხვადასხვა მოლეკულების სტრუქტურის დასადგენად და გარდა ამისა, სხვადასხვა ნივთიერების ნარევების ხარისხობრივ და რაოდენობრივ ანალიზში.
ხილულ და IR სხივებში სხეულების გაფანტვის, გადაცემის და ასახვის კოეფიციენტების განსხვავებების გამო, სხვადასხვა პირობებში გადაღებული ფოტოები გარკვეულწილად განსხვავებულია. ინფრაწითელი გამოსახულებები ხშირად აჩვენებს უფრო მეტ დეტალს. ასეთი სურათები ფართოდ გამოიყენება ასტრონომიაში.
სხეულზე ინფრაწითელი სხივების გავლენის შესწავლა
პირველი სამეცნიერო მონაცემები ადამიანის სხეულზე ინფრაწითელი გამოსხივების გავლენის შესახებ 1960-იანი წლებით თარიღდება. კვლევის ავტორი იაპონელი ექიმი ტადაში იშიკავაა. ექსპერიმენტების დროს მან შეძლო დაედგინა, რომ ინფრაწითელი სხივები ღრმად აღწევს ადამიანის სხეულში. ამავდროულად, ხდება თერმორეგულაციის პროცესები, საუნაში ყოფნის რეაქციის მსგავსი. თუმცა, ოფლიანობა იწყება გარემოს დაბალ ტემპერატურაზე (ესარის დაახლოებით 50 ° C), ხოლო შინაგანი ორგანოების გათბობა ხდება ბევრად უფრო ღრმა.
ამ გახურებისას მატულობს სისხლის მიმოქცევა, ფართოვდება სასუნთქი სისტემის, კანქვეშა ქსოვილისა და კანის სისხლძარღვები. თუმცა, ადამიანზე ინფრაწითელი გამოსხივების ხანგრძლივმა ზემოქმედებამ შეიძლება გამოიწვიოს სითბური ინსულტი, ხოლო ძლიერი ინფრაწითელი გამოსხივება იწვევს სხვადასხვა ხარისხის დამწვრობას.
IR დაცვა
არსებობს აქტივობების მცირე ჩამონათვალი, რომლებიც მიმართულია ადამიანის სხეულზე ინფრაწითელი გამოსხივების ზემოქმედების რისკის შესამცირებლად:
- გამოსხივების ინტენსივობის შემცირება. იგი მიიღწევა შესაბამისი ტექნოლოგიური აღჭურვილობის შერჩევით, მოძველებული აღჭურვილობის დროული გამოცვლისა და მისი რაციონალური განლაგებით.
- მუშათა მოცილება გამოსხივების წყაროდან. თუ საწარმოო ხაზი საშუალებას იძლევა, უპირატესობა მიანიჭეთ საწარმოო ხაზის დისტანციურ მართვას.
- დამცავი ეკრანების დაყენება წყაროზე ან სამუშაო ადგილზე. ასეთი ღობეები შეიძლება მოეწყოს ორი გზით, რათა შეამციროს ინფრაწითელი გამოსხივების ეფექტი ადამიანის სხეულზე. პირველ შემთხვევაში მათ უნდა აირეკლონ ელექტრომაგნიტური ტალღები, ხოლო მეორე შემთხვევაში უნდა დააყოვნებონ და გამოსხივების ენერგია გადააქციონ თერმულ ენერგიად, რასაც მოჰყვება მისი მოცილება. გამომდინარე იქიდან, რომ დამცავი ეკრანები არ უნდა ართმევენ სპეციალისტებს წარმოებაში მიმდინარე პროცესების მონიტორინგის შესაძლებლობას, ისინი შეიძლება გახდეს გამჭვირვალე ან გამჭვირვალე. ამისთვის სილიკატი ანკვარცის მინა, ასევე ლითონის ბადეები და ჯაჭვები.
- თბოიზოლაცია ან ცხელი ზედაპირის გაგრილება. თბოიზოლაციის მთავარი მიზანია მუშების დამწვრობის რისკის შემცირება.
- პერსონალური დამცავი მოწყობილობა (სხვადასხვა სპეცტანსაცმელი, სათვალე ჩაშენებული სინათლის ფილტრებით, ფარები).
- პროფილაქტიკური ზომები. თუ ზემოაღნიშნული ქმედებების დროს სხეულზე ინფრაწითელი გამოსხივების ზემოქმედების დონე საკმარისად მაღალი რჩება, მაშინ უნდა შეირჩეს მუშაობისა და დასვენების შესაბამისი რეჟიმი.
სარგებელი ადამიანის ორგანიზმისთვის
ინფრაწითელი გამოსხივება, რომელიც გავლენას ახდენს ადამიანის სხეულზე, იწვევს სისხლის მიმოქცევის გაუმჯობესებას ვაზოდილაციის გამო, ორგანოებისა და ქსოვილების უკეთ გაჯერება ჟანგბადით. გარდა ამისა, სხეულის ტემპერატურის მატებას აქვს ტკივილგამაყუჩებელი ეფექტი კანის ნერვულ დაბოლოებებზე სხივების ზემოქმედების გამო.
შენიშნეს, რომ ინფრაწითელი გამოსხივების გავლენით ჩატარებულ ოპერაციას აქვს მთელი რიგი უპირატესობები:
- ტკივილი ოპერაციის შემდეგ რამდენადმე უფრო ადვილი გადასატანია;
- უჯრედების სწრაფი რეგენერაცია;
- ინფრაწითელი გამოსხივების ზემოქმედება ადამიანზე გაურბის შინაგანი ორგანოების გაციებას ღია ღრუებზე ოპერაციის დროს, რაც ამცირებს შოკის რისკს.
დამწვრობის მქონე პაციენტებში ინფრაწითელი გამოსხივება ქმნის ნეკროზის მოხსნის შესაძლებლობას, ასევე ადრეულ ეტაპზე აუტოპლასტიკის ჩატარებას. გარდა ამისა, მცირდება ცხელების ხანგრძლივობა, ნაკლებად გამოხატულია ანემია და ჰიპოპროტეინემია, მცირდება გართულებების სიხშირე.
დადასტურდა, რომ ინფრაწითელ გამოსხივებას შეუძლია შეასუსტოს ზოგიერთი პესტიციდის მოქმედება არასპეციფიკური იმუნიტეტის გაზრდით. ბევრმა ჩვენგანმა იცის რინიტისა და გაციების ზოგიერთი სხვა გამოვლინების მკურნალობის შესახებ ლურჯი IR ნათურებით.
საზიანო ადამიანებისთვის
აღსანიშნავია, რომ ადამიანის ორგანიზმისთვის ინფრაწითელი გამოსხივების ზიანი ასევე შეიძლება იყოს ძალიან მნიშვნელოვანი. ყველაზე აშკარა და გავრცელებული შემთხვევებია კანის დამწვრობა და დერმატიტი. ისინი შეიძლება მოხდეს ინფრაწითელი სპექტრის სუსტი ტალღების ძალიან ხანგრძლივი ზემოქმედებით, ან ინტენსიური დასხივების დროს. რაც შეეხება სამედიცინო პროცედურებს, ეს იშვიათია, მაგრამ მაინც სითბური ინსულტები, ასთენია და ტკივილის გამწვავება ხდება არასათანადო მოპყრობით.
ერთ-ერთი თანამედროვე პრობლემა თვალის დამწვრობაა. მათთვის ყველაზე საშიშია IR სხივები ტალღის სიგრძით 0,76-1,5 მიკრონი. მათი გავლენით თბება ლინზა და წყალხსნარი, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს სხვადასხვა დარღვევები. ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული გვერდითი მოვლენაა ფოტოფობია. ეს უნდა ახსოვდეს ბავშვებს, რომლებიც თამაშობენ ლაზერული მაჩვენებლებით და შემდუღებლები, რომლებიც უგულებელყოფენ პერსონალურ დამცავ აღჭურვილობას.
IR სხივები მედიცინაში
მკურნალობა ინფრაწითელი გამოსხივებით არის ადგილობრივი და ზოგადი. პირველ შემთხვევაში, ლოკალური მოქმედება ტარდება სხეულის გარკვეულ ნაწილზე, ხოლო მეორეში, მთელი სხეული ექვემდებარება სხივების მოქმედებას. მკურნალობის კურსი დამოკიდებულია დაავადებაზე და შეიძლება იყოს 5-დან 20 სესიამდე 15-30 წუთი. პროცედურების ჩატარებისას წინაპირობაადამცავი აღჭურვილობის გამოყენება. თვალის ჯანმრთელობის შესანარჩუნებლად გამოიყენება სპეციალური მუყაოს ბალიშები ან სათვალეები.
პირველი პროცედურის შემდეგ კანის ზედაპირზე ჩნდება სიწითლე გაურკვეველი საზღვრებით, რომელიც გადის დაახლოებით ერთი საათის შემდეგ.
IR ემიტერების მოქმედება
ბევრი სამედიცინო მოწყობილობის ხელმისაწვდომობის გამო, ადამიანები ყიდულობენ მათ პირადი სარგებლობისთვის. თუმცა, უნდა გვახსოვდეს, რომ ასეთი მოწყობილობები უნდა აკმაყოფილებდეს სპეციალურ მოთხოვნებს და გამოიყენონ უსაფრთხოების წესების დაცვით. მაგრამ რაც მთავარია, მნიშვნელოვანია გვესმოდეს, რომ, ისევე როგორც ნებისმიერი სამედიცინო მოწყობილობა, ინფრაწითელი ტალღების გამოსხივება არ შეიძლება გამოყენებულ იქნას მრავალი დაავადებისთვის.
| ტალღის სიგრძე, μm | სასარგებლო ქმედება |
| 9.5 მკმ | იმუნოკორექტირებელი მოქმედება იმუნოდეფიციტის მდგომარეობებში, რომლებიც გამოწვეულია შიმშილით, ნახშირბადის ტეტრაქლორიდით მოწამვლის, იმუნოსუპრესანტების გამოყენებით. ეს იწვევს იმუნიტეტის ფიჭური კავშირის ნორმალური მაჩვენებლების აღდგენას. |
| 16,25 მიკრონი | ანტიოქსიდანტური მოქმედება. იგი ხორციელდება სუპეროქსიდებიდან და ჰიდროპეროქსიდებიდან თავისუფალი რადიკალების წარმოქმნით და მათი რეკომბინაციის გამო. |
| 8, 2 და 6.4 μm | ანტიბაქტერიული მოქმედება და ნაწლავის მიკროფლორას ნორმალიზება პროსტაგლანდინების ჰორმონების სინთეზზე გავლენის გამო, რაც იწვევს იმუნომოდულატორულ ეფექტს. |
| 22,5 მკმ | შედეგები ბევრის თარგმანშიუხსნადი ნაერთები, როგორიცაა სისხლის შედედება და ათეროსკლეროზული დაფები, გადადის ხსნად მდგომარეობაში, რაც მათ ორგანიზმიდან მოცილების საშუალებას აძლევს. |
ამიტომ, კვალიფიციურმა სპეციალისტმა, გამოცდილმა ექიმმა უნდა შეარჩიოს თერაპიის კურსი. გამოსხივებული ინფრაწითელი ტალღების სიგრძიდან გამომდინარე, მოწყობილობები შეიძლება გამოყენებულ იქნას სხვადასხვა მიზნებისთვის.
