Mionzi ya infrared ni aina ya asili ya mionzi. Kila mtu anakabiliwa nayo kila siku. Sehemu kubwa ya nishati ya Jua huja kwenye sayari yetu kwa namna ya miale ya infrared. Hata hivyo, katika ulimwengu wa kisasa kuna vifaa vingi vinavyotumia mionzi ya infrared. Inaweza kuathiri mwili wa binadamu kwa njia mbalimbali. Inategemea sana aina na madhumuni ya kutumia vifaa hivi.
Nini hii
Mionzi ya infrared, au miale ya IR, ni aina ya mionzi ya sumakuumeme ambayo huchukua eneo la spectral kutoka mwanga mwekundu unaoonekana (unaojulikana kwa urefu wa mikroni 0.74) hadi mionzi ya mawimbi mafupi ya redio (yenye urefu wa mawimbi 1). -2 mm). Hili ni eneo kubwa kabisa la wigo, kwa hivyo limegawanywa zaidi katika maeneo matatu:
- karibu (0,74 - 2.5 µm);
- kati (mikroni 2.5 - 50);
- mbali (mikroni 50-2000).
Historia ya uvumbuzi
Mnamo 1800, mwanasayansi kutoka Uingereza, W. Herschel, aliona kwamba katika sehemu isiyoonekana ya wigo wa jua (nje ya taa nyekundu), joto la kipimajoto hupanda. Baadaye, uwekaji chini wa mionzi ya infrared kwa sheria za macho ulithibitishwa na hitimisho lilifanywa kuhusu uhusiano wake na mwanga unaoonekana.
Shukrani kwa kazi ya mwanafizikia wa Kisovieti A. A. Glagoleva-Arkadyeva, ambaye alipokea mawimbi ya redio yenye λ=80 μm (safa ya IR) mnamo 1923, kuwepo kwa mpito unaoendelea kutoka kwa mionzi inayoonekana hadi mionzi ya IR na mawimbi ya redio ilikuwa. imethibitishwa kwa majaribio. Kwa hivyo, hitimisho lilifanywa kuhusu asili yao ya kawaida ya sumakuumeme.
Takriban kila kitu katika asili kinaweza kutoa urefu wa mawimbi unaolingana na wigo wa infrared, kumaanisha kuwa ni chanzo cha mionzi ya infrared. Mwili wa mwanadamu sio ubaguzi. Sote tunajua kuwa kila kitu kinachozunguka kimeundwa na atomi na ioni, hata wanadamu. Na chembe hizi za kusisimua zina uwezo wa kutoa spectra ya mstari wa IR. Wanaweza kwenda katika hali ya msisimko chini ya ushawishi wa mambo mbalimbali, kwa mfano, kutokwa kwa umeme au inapokanzwa. Kwa hivyo, katika wigo wa mionzi ya mwali wa jiko la gesi kuna bendi yenye λ=2.7 µm kutoka kwa molekuli za maji na yenye λ=4.2 µm kutoka kwa dioksidi kaboni.
Mawimbi ya IR katika maisha ya kila siku, sayansi na tasnia
Kwa kutumia vifaa fulani nyumbani na kazini, sisi hujiuliza mara chache sana kuhusu athari za mionzi ya infrared kwenye mwili wa binadamu. Wakati huo huo, hita za infrared ni maarufu sana leo. Tofauti yao ya msingi kutoka kwa radiators ya mafuta na convectors ni uwezo wa joto si hewa yenyewe moja kwa moja, lakini vitu vyote katika chumba. Hiyo ni, samani, sakafu na kuta zina joto kwanza, na kisha hutoa joto lao kwa anga. Wakati huo huo, mionzi ya infrared pia huathiri viumbe - wanadamu na wanyama wao wa kipenzi.
Mionzi ya IR pia hutumika sana katika upokezaji wa data na udhibiti wa mbali. Simu nyingi za rununu zina bandari za infrared za kubadilishana faili kati yao. Na vidhibiti vyote vya mbali vya viyoyozi, vituo vya muziki, TV, baadhi ya vifaa vya kuchezea vya watoto vinavyodhibitiwa pia hutumia miale ya sumakuumeme katika masafa ya infrared.
Matumizi ya miale ya infrared jeshini na astronautics
Miale muhimu zaidi ya infrared ni ya anga na tasnia ya kijeshi. Kwa misingi ya photocathodes ambayo ni nyeti kwa mionzi ya infrared (hadi 1.3 microns), vifaa vya maono ya usiku (binoculars mbalimbali, vituko, nk) huundwa. Huruhusu, huku zikiwasha vitu kwa mionzi ya infrared, kulenga au kutazama katika giza kabisa.
Shukrani kwa vipokezi nyeti zaidi vilivyoundwa vya miale ya infrared, uundaji wa makombora ya homing uliwezekana. Vihisi katika vichwa vyao huguswa na mionzi ya IR ya lengo, ambayo kwa kawaida huwa na joto zaidi kuliko mazingira, na huongoza kombora kwa lengo. Kulingana na kanuni hiyo hiyoutambuzi wa sehemu zenye joto za meli, ndege, matangi kwa kutumia vitafuta mwelekeo wa joto.
Vitafutaji na vitafutaji vya IR vinaweza kutambua vitu mbalimbali katika giza kamili na kupima umbali kuvifikia. Vifaa maalum - jenereta za macho za quantum ambazo hutoa katika eneo la infrared, hutumika kwa nafasi na mawasiliano ya nchi kavu ya masafa marefu.
Mionzi ya infrared katika sayansi
Mojawapo ya kawaida ni utafiti wa utoaji na mwonekano wa kunyonya katika eneo la IR. Inatumika katika utafiti wa vipengele vya shells za elektroni za atomi, kuamua miundo ya molekuli mbalimbali, na kwa kuongeza, katika uchambuzi wa ubora na wa kiasi cha mchanganyiko wa vitu mbalimbali.
Kwa sababu ya tofauti katika viambajengo vya kutawanya, uwasilishaji na uakisi wa miili katika miale inayoonekana na ya IR, picha zilizopigwa chini ya hali tofauti ni tofauti kwa kiasi fulani. Picha za infrared mara nyingi zinaonyesha maelezo zaidi. Picha kama hizo hutumiwa sana katika elimu ya nyota.
Kusoma athari za miale ya infrared kwenye mwili
Data ya kwanza ya kisayansi kuhusu athari za mionzi ya infrared kwenye mwili wa binadamu ni ya miaka ya 1960. Mwandishi wa utafiti huo ni daktari wa Kijapani Tadashi Ishikawa. Katika kipindi cha majaribio yake, aliweza kubaini kuwa miale ya infrared huwa inapenya ndani kabisa ya mwili wa mwanadamu. Wakati huo huo, taratibu za thermoregulation hutokea, sawa na majibu ya kuwa katika sauna. Walakini, jasho huanza kwa joto la chini la mazingira (itni takriban 50 ° C), na upashaji joto wa viungo vya ndani hutokea ndani zaidi.
Wakati wa joto hili, mzunguko wa damu huongezeka, mishipa ya mfumo wa upumuaji, tishu za chini ya ngozi na ngozi hupanuka. Hata hivyo, kukabiliwa na mionzi ya infrared kwa muda mrefu kunaweza kusababisha kiharusi cha joto, na mionzi yenye nguvu ya infrared husababisha kuungua kwa viwango tofauti.
Ulinzi wa IR
Kuna orodha ndogo ya shughuli zinazolenga kupunguza hatari ya kuambukizwa mionzi ya infrared kwenye mwili wa binadamu:
- Kupunguza nguvu ya mionzi. Inafanikiwa kupitia uteuzi wa vifaa vinavyofaa vya kiteknolojia, uingizwaji kwa wakati wa vifaa vilivyopitwa na wakati, pamoja na mpangilio wake wa busara.
- Kuondolewa kwa wafanyikazi kutoka kwa chanzo cha mionzi. Laini ya uzalishaji ikiruhusu, udhibiti wa mbali wa laini ya uzalishaji unapaswa kupendekezwa.
- Usakinishaji wa skrini za ulinzi kwenye chanzo au mahali pa kazi. Uzio huo unaweza kupangwa kwa njia mbili ili kupunguza athari za mionzi ya infrared kwenye mwili wa binadamu. Katika kesi ya kwanza, wanapaswa kutafakari mawimbi ya umeme, na katika kesi ya pili, wanapaswa kuwachelewesha na kubadilisha nishati ya mionzi kuwa nishati ya joto, ikifuatiwa na kuondolewa kwake. Kutokana na ukweli kwamba skrini za kinga hazipaswi kuwanyima wataalamu fursa ya kufuatilia taratibu zinazofanyika katika uzalishaji, zinaweza kufanywa kwa uwazi au uwazi. Kwa hili, silicate aukioo cha quartz, pamoja na meshes za chuma na minyororo.
- Insulation ya joto au ubaridi wa nyuso zenye joto. Kusudi kuu la insulation ya mafuta ni kupunguza hatari ya kuungua kwa wafanyikazi.
- Vifaa vya kujikinga binafsi (ovaroli mbalimbali, glasi zilizo na vichujio vya mwanga vilivyojengewa ndani, ngao).
- Hatua za kuzuia. Ikiwa katika mwendo wa vitendo vilivyo hapo juu kiwango cha mfiduo wa mionzi ya infrared kwenye mwili kinabaki juu ya kutosha, basi njia inayofaa ya kufanya kazi na kupumzika inapaswa kuchaguliwa.
Faida kwa mwili wa binadamu
Mionzi ya infrared inayoathiri mwili wa binadamu husababisha kuimarika kwa mzunguko wa damu kutokana na vasodilation, kujaa vizuri kwa viungo na tishu na oksijeni. Aidha, ongezeko la joto la mwili huwa na athari ya kutuliza maumivu kutokana na athari za miale kwenye ncha za neva kwenye ngozi.
Imebainika kuwa upasuaji unaofanywa chini ya ushawishi wa mionzi ya infrared una faida kadhaa:
- maumivu baada ya upasuaji ni rahisi kubeba;
- utengenezaji upya wa seli kwa haraka;
- Athari ya mionzi ya infrared kwa mtu huepuka kupoeza kwa viungo vya ndani endapo upasuaji kwenye matundu wazi, jambo ambalo hupunguza hatari ya mshtuko.
Kwa wagonjwa walio na majeraha ya moto, mionzi ya infrared huleta uwezekano wa kuondoa nekrosisi, na pia kufanya upasuaji wa otomatiki katika hatua ya awali. Kwa kuongeza, muda wa homa hupunguzwa, anemia na hypoproteinemia hutamkwa kidogo, na mzunguko wa matatizo hupunguzwa.
Imethibitishwa kuwa mionzi ya infrared inaweza kudhoofisha athari za baadhi ya viuatilifu kwa kuongeza kinga isiyo maalum. Wengi wetu tunajua kuhusu matibabu ya rhinitis na udhihirisho mwingine wa homa ya kawaida kwa taa za bluu za IR.
Madhara kwa wanadamu
Inafaa kukumbuka kuwa madhara kutoka kwa mionzi ya infrared kwa mwili wa binadamu pia yanaweza kuwa makubwa sana. Matukio ya wazi zaidi na ya kawaida ni kuchomwa kwa ngozi na ugonjwa wa ngozi. Wanaweza kutokea ama kwa mfiduo mrefu sana kwa mawimbi dhaifu ya wigo wa infrared, au wakati wa mwaliko mkali. Linapokuja suala la taratibu za matibabu, ni nadra, lakini bado, viharusi vya joto, asthenia na kuzidisha kwa maumivu hutokea kwa matibabu yasiyofaa.
Moja ya matatizo ya kisasa ni kuungua macho. Hatari zaidi kwao ni mionzi ya IR yenye urefu wa mawimbi katika safu ya mikroni 0.76-1.5. Chini ya ushawishi wao, lens na ucheshi wa maji ni joto, ambayo inaweza kusababisha matatizo mbalimbali. Moja ya madhara ya kawaida ni photophobia. Hii inapaswa kukumbukwa na watoto wanaocheza na vielelezo vya leza na vichomelea ambao hupuuza vifaa vya kujikinga.
Mionzi ya IR katika dawa
Matibabu kwa kutumia mionzi ya infrared ni ya kawaida na ya jumla. Katika kesi ya kwanza, hatua ya ndani inafanywa kwa sehemu fulani ya mwili, na kwa pili, mwili wote unakabiliwa na hatua ya mionzi. Kozi ya matibabu inategemea ugonjwa huo na inaweza kuanzia vikao 5 hadi 20 vya dakika 15-30. Wakati wa kutekeleza taratibu, sharti nimatumizi ya vifaa vya kinga. Ili kudumisha afya ya macho, pedi au miwani maalum ya kadibodi hutumiwa.
Baada ya utaratibu wa kwanza, uwekundu na mipaka isiyoonekana huonekana kwenye uso wa ngozi, na kupita baada ya saa moja.
Kitendo cha vitoa umeme vya IR
Kwa upatikanaji wa vifaa vingi vya matibabu, watu huvinunua kwa matumizi ya kibinafsi. Hata hivyo, ni lazima ikumbukwe kwamba vifaa vile lazima kufikia mahitaji maalum na kutumika kwa kufuata kanuni za usalama. Lakini muhimu zaidi, ni muhimu kuelewa kwamba, kama kifaa chochote cha matibabu, vitoa umeme vya mawimbi ya infrared haviwezi kutumika kwa idadi ya magonjwa.
| Wavelength, µm | Kitendo muhimu |
| 9.5 µm | Kitendo cha kurekebisha kinga katika hali za upungufu wa kinga mwilini unaosababishwa na njaa, sumu ya tetrakloridi ya kaboni, matumizi ya dawa za kukandamiza kinga. Husababisha kurejeshwa kwa viashirio vya kawaida vya kiungo cha seli ya kinga. |
| 16.25 mikroni | Kitendo cha kuzuia oksijeni. Inafanywa kwa sababu ya uundaji wa radicals bure kutoka kwa superoxides na hidroperoksidi, na ujumuishaji wao. |
| 8, 2 na 6.4 µm | Kitendo cha antibacterial na kuhalalisha microflora ya matumbo kutokana na ushawishi juu ya usanisi wa homoni za prostaglandini, na kusababisha athari ya kinga. |
| 22.5 µm | Matokeo katika tafsiri ya wengimisombo isiyoyeyuka, kama vile kuganda kwa damu na plaque za atherosclerotic, katika hali ya mumunyifu, na kuziruhusu kuondolewa kutoka kwa mwili. |
Kwa hivyo, mtaalamu aliyehitimu, daktari aliye na uzoefu anapaswa kuchagua njia ya matibabu. Kulingana na urefu wa mawimbi ya infrared iliyotolewa, vifaa vinaweza kutumika kwa madhumuni tofauti.
