Польза и вред инфракрасного излучения для человека

В повседневной жизни мы встречаем различные источники инфракрасного излучения. Они могут быть как природным явлением, так и результатом деятельности человека. Солнечное излучение наполовину является инфракрасным излучением. Этот вид лучей невидим для глаза человека. Но существуют различные виды животных, зрение которых восприимчиво к такому излучению, что позволяет им ориентироваться в темноте. Человек же может почувствовать его своей кожей в виде тепла.

Эти электромагнитные волны еще называются тепловыми. Все потому, что при этом излучении выделяется тепло. Именно на основе этого явления работают различные измерители, в том числе и тепловизор. Он измеряет разницу в излучении, которая также соответствует разнице температур различных объектов.

Такое излучение можно разделить на:

• Длинноволновое;
• Средневолновое;
• Коротковолновое.

В данном случае длинна волны зависит от того, какую температуру излучает сам источник. Чем выше температура, тем короче будет волна излучения, но при этом она будет и интенсивнее. Для человеческого организма наиболее опасным считается коротковолновое излучение. Температура такого излучения превышает 800 градусов по Цельсию.

Твердые тела являются источником этого вида излучения и формируют длинноволновое ИК-излучение. Чем выше температура, тем светлее будет казаться предмет. Так при температуре выше 5 тысяч Кельвинов цвет предмета становится совершенно белым, а при более низких показателях он может достигать темно-красного. Это явление можно заметить при нагревании различных предметов. Например, при нагревании металлической проволоки она меняет свой цвет, что свидетельствует о повышении температуры. Но максимально в домашних условиях можно получить только насыщенный красный цвет, потому что нет подходящих условий для последующего повышения температуры.

Человек часто использует инфракрасное излучение в своих нуждах. Необходимо знать о том, что из себя оно представляет, в каких дозах безопасно для человека и какие последствия может вызывать. Также ИК-лучи могут быть и естественными. Солнечный свет представляет собой такое излучение. В зависимости от дозы он может быть как полезным для человека, так и вызывать многие проблемы, частая из которых солнечные ожоги.

Первая помощь при тепловом ударе

Если же осложнений избежать не удалось, необходимо предпринять комплекс определенных мер.
При оказании первой помощи от теплового удара следует произвести следующие действия.

1. Вызвать бригаду скорой помощи.
2. Переместить пострадавшего в прохладное место, лучше всего в тень, где будет доступ свежего воздуха.
3. Облегчить ему дыхание, сняв или расстегнув одежду. Дать валидол.
4. Положить пострадавшего в горизонтальное положение, приподняв ему ноги.
5. Напоить пострадавшего 1 л воды с небольшим добавлением соли.
6. Охладить человека, обмотав его холодным мокрым полотенцем, приложить ко лбу лед.
7. В случае потери сознания необходимо дать пострадавшему понюхать нашатырный спирт.

Польза ИК-излучения для человека, применение в медицине

Медицинские исследования доказали, что для человека не только безопасны, но и очень полезны ИК лучи, находящиеся в длинном диапазоне. Они активизируют кровоток и улучшают процессы обмена, подавляют развитие бактерий и способствуют быстрому заживлению ран после операционных вмешательств. Способствуют вырабатыванию иммунитета против ядовитых химических веществ и гамма-излучения, стимулируют выведение токсинов, шлаков через пот и мочу и понижению холестерина.

Особенно эффективными являются лучи длиной 9,6 мкм, которые способствуют регенерации (восстановлению) и оздоровлению органов и систем человеческого организма.

В народной медицине испокон веков применялось лечение нагретой глиной, песком или солью – это яркие примеры благотворного воздействия тепловых ИК лучей на человека.

Современная медицина для лечения ряда заболеваний научилась использовать полезные свойства:

• при помощи инфракрасного излучения можно лечить переломы костей, патологические изменения в суставах, ослаблять мышечные боли;

• ИК лучи оказывают положительный эффект при лечении парализованных больных;

• быстро заживляют раны (послеоперационные и другие), снимают болевые ощущения;

• за счет стимуляции кровообращения помогают нормализовать артериальное давление;

• улучшают кровообращение в мозгу и память;

• выводят из организма соли тяжелых металлов;

• имеют выраженный противомикробный, противовоспалительный и противогрибковый эффект;

• укрепляют иммунную систему.

Бронхиальная астма, пневмония, остеохондроз, артрит, мочекаменная болезнь, пролежни, язвы, радикулит, обморожение, заболевания органов пищеварения – далеко не полный список патологий, для лечения которых используется положительное влияние ИК-излучения.

Отопление жилых помещений при помощи приборов ИК-излучения способствует ионизированию воздуха, борется с проявлениями аллергии, уничтожает бактерии, плесневые грибки, улучшает состояние кожных покровов благодаря активизации циркуляции крови. Приобретая обогреватель, обязательно необходимо выбирать длинноволновые приборы.

Где используется инфракрасный свет?

Медицина

Инфракрасная физиотерапия успешно используется при лечении различных заболеваний, а также послеоперационной реабилитации. Доказана ее эффективность для борьбы с ожогами и обморожениями разных стадий. После сеансов дозированного облучения наблюдается активизация окислительно-восстановительных процессов, стимуляция функций эндокринных желез, быстрое восстановление капилляров в поврежденной ткани и улучшение коллатерального кровообращения.

Тромболитическое действие терапии препятствует развитию некрозов из-за тромбоза мелких сосудов. Отмечается явно выраженное болеутоляющее и седативное действие. В клинической практике широко применяется низкочастотное ИК излучение для бактерицидной и бактериостатической обработки открытых ран.

По результатам исследований установлено, что инфракрасный свет вызывает улучшение регионарного кровотока в патологическом очаге, усиление хемотаксиса лейкоцитов, активизацию выработки протеолитических ферментов. ИК облучение показано при лечении:

• фурункулеза;
• абсцесса;
• нагноившейся кисты;
• панариция;
• трофической язвы;
• острого поверхностного тромбофлебита;
• герпеса;
• переломов и травм.

Промышленность

• управление автоматическими линиями и системами автоматики (ИК сенсоры, пульты);
• сушка древесины и лакокрасочного покрытия;
• спектроскопия – определение структуры и состава образцов;
• стерилизация и пастеризация пищевой продукции;
• обогревательные системы.

Сельское хозяйство

• обогрев молодняка животных и птиц;
• просушивание и обезвоживание фруктов;
• просушка зерна на элеваторе с одновременной дезинфекцией от вредителей.

Другие сферы применения

• термография – создание изображения объектов за счет преобразования их теплового излучения в видимую часть спектра. Это приборы ночного видения, прицелы и тепловизоры;
• фотография – получение фото, отображающее пейзаж по уровню теплоотдачи;
• оптическая связь на основе лазерных устройств;
• охранная сигнализация;
• обогрев жилых и нежилых помещений;
• дистанционные пульты для управления различным оборудованием.

Приборы

На сегодняшний день существует возможность принимать процедуры светолечения как в лечебно-профилактических учреждениях, так и в домашних условиях. Для этой цели существует большой выбор стационарных и портативных аппаратов. Для лечения в домашних условиях используются портативные аппараты, не требующие особых условий использования.

Несмотря на это, перед началом самолечения необходимо проконсультироваться с физиотерапевтом по поводу определения возможных рисков для назначения рассматриваемого метода лечения, а также выбора определенной методики для каждого конкретного случая. Доктор распишет лечебную методику, где будет прописано, на какую область необходимо воздействовать, какой зазор между аппаратом и кожным покровом нужно соблюдать, интенсивность воздействия, время проведения сеанса лечения и количество процедур на курс физиотерапии.

Что нужно учитывать при использовании прибора?

Однако необходимо учитывать некоторые факторы, способные снизить эффективность ИК-терапии или спровоцировать негативную реакцию организма на инфракрасное излучение. Так, использование прибора запрещено при:

• Онкологических заболеваниях;
• Открытых кровотечениях;
• Активной стадии туберкулеза;
• Беременности;
• Тяжелых формах легочной и сердечной недостаточности, артериальной гипертензии;
• Приеме некоторых лекарств, например, иммуномодуляторов и гормональных препаратов.

При гипертонии, ишемической болезни и атеросклерозе рекомендуется использовать инфракрасные лампы для улучшения состояния сосудов и нормализации давления. Однако прибор нужно применять с осторожностью, только после консультации с врачом, никогда не направляя поток света на область сердца.

В любом случае перед использованием инфракрасной лампы необходимо проконсультироваться с врачом и в точности выполнять его рекомендации. Если во время процедуры появляются дискомфортные или болезненные ощущения, сеанс необходимо сразу же прекратить, а затем сообщить о произошедшем доктору. Лампа должна располагаться на расстоянии 20-30 см от поверхности кожи, иначе появляется риск ожога.

Польза и вред

Инфракрасные лучи по-разному воздействуют на живые организмы. Например, длинные волны оказывают оздоровительное действие на состояние здоровья человека, поэтому их часто используют в лечебных целях. Именно на таком принципе основана работа оборудования для проведения физиотерапевтических процедур.

Инфракрасные приборы могут принести как пользу, так и вред

Длинноволновые ИК лучи оказывают следующее положительное воздействие на человека:

• улучшают мозговое кровообращение и память;
• укрепляют иммунную систему;
• нормализуют водно-солевой баланс;
• улучшают гормональный фон;
• нормализуют артериальное давление;
• очищают организм от токсинов исолей тяжёлых металлов;
• препятствуют размножению бактерий, грибков и болезнетворных микробов.

Таким образом, длинноволновое ИК излучение не только полезно для человека, но и необходимо ему. При недостатке таких лучей страдает иммунитет и запускается процесс ускоренного старения.

В этом видео вы узнаете, что такое инфракрасное тепло:

Обогреватели на основе инфракрасных лучей устраняют различные вредные и опасные бактерии, а специальные ИК лампы помогают при:

• радикулите;
• нарушении работы яичников;
• бронхиальной астме;
• остеохондрозе;
• нарушении слизистой оболочки.

Также с помощью такого облучателя можно вылечить пневмонию, простатит в стадии обострения, ринит, тонзиллит и отит без гнойных образований.

Несмотря на большое количество полезных и лечебных свойств, у этого прибора имеются противопоказания. Вредно инфракрасное излучения для человека, если у него наблюдаются острые воспалительные заболевания.

Инфракрасные лучи могут вызвать побочные действия

Большой вред инфракрасного излучения на организм человека оказывают также короткие волны. Под их воздействием могут появиться следующие симптомы:

• тошнота;
• сильное головокружение;
• потемнение в глазах;
• обморок;
• нарушение координации движений;
• учащённое сердцебиение.

Обычно под воздействием таких лучей начинает краснеть кожа, могут появиться ожоги, судороги. Длительное пребывание рядом с короткими волнами приводит к нарушению водно-солевого баланса или тепловому удару. Такое излучение представляет большую опасность и для слизистой оболочки глаз, так как оно может привести к развитию светобоязни, катаракте и другим проблемам со зрением.

Подробнее об инфракрасном обогревателе:

Лечение ушибов ИК-лампой

В лечении ушибов мягких тканей основными задачами являются снятие отека и гематомы, поскольку именно эти проявления могут привести к осложнениям. При таких травмах польза инфракрасной лампы объясняется ее способностью:

• Снимать боль;
• Активизировать местный иммунитет;
• Предотвращать воспаления;
• Запускать процесс естественного оздоровления тканей;
• Стимулировать кровообращение и обмен веществ;
• Снижать гипертонус мышц.

Благодаря инфракрасному излучению, существенно ускоряется процесс выздоровления, снижаются объемы потребления обезболивающих лекарств, уменьшается их негативное воздействие на организм.

При ушибах лампой можно пользоваться не сразу после травмы, а со 2-3 дня. ИК-лучи нужно направлять на пораженную область на 10-15 минут, а полный курс должен включать 10-15 процедур. Болезненность во время первого сеанса связана со спазмом сосудов, но этот симптом должен пройти достаточно быстро. Если боль сохраняется, необходимо проконсультироваться с врачом.

Применение инфракрасного излучения

Ультракрасная энергия используется в разных областях, положительно влияя на человека:

1. Термография. С помощью инфракрасного излучения определяется температура предметов, находящихся на расстоянии. В основном тепловые волны используются в военных и промышленных сферах. Нагретые объекты с таким прибором можно увидеть без освещения.
2. Обогрев. Ультракрасные лучи способствуют повышению температуры, благотворно сказываясь на человеческом здоровье. Помимо полезных инфракрасных саун, их применяют для сварки, отжига пластмассовых предметов, отверждения поверхностей в промышленной и медицинской сфере.
3. Слежение. Этот способ использования тепловой энергии заключается в пассивном наведении ракет. В этих летательных элементах внутри находится механизм, называемый «тепловым искателем». Машины, самолеты и другой транспорт, а также люди излучают тепло, помогая ракетам найти правильное направление полета.
4. Метеорология. Излучение помогает спутникам определиться с расстоянием, на котором находятся облака, определяет их температуру и вид. Теплые облака показываются серым цветом, а холодные – белым. Данные изучаются без помех как днем, так и ночью. Земная горячая плоскость будет обозначена серым или черным цветом.
5. Астрономия. Астрономы оснащены уникальными приборами – инфракрасными телескопами, позволяющими наблюдать за разными объектами в небе. Благодаря им ученые способны найти протозвезды до того, как они начнут излучать свет, видимый человеческому глазу. Такой телескоп с легкостью определит холодные объекты, но в просматриваемом инфракрасном спектре нельзя увидеть планеты из-за заглушающего света от звезд. Также устройство используется для наблюдения за ядрами галактик, которые закрывает газ и пыль.
6. Искусство. Рефлектограммы, которые работают на основе инфракрасного излучения, помогают специалистам в этой сфере детальнее рассмотреть нижние слои предмета или наброски художника. Этот метод позволяет сопоставить чертежи рисунка и его видимую часть для выяснения подлинности картины, и была ли она на реставрации. Ранее устройство приспосабливалось для изучения старых документов в письменном виде и изготовления чернил.

Это лишь основные методы использования тепловой энергии в науке, но ежегодно появляется новое оборудование, работающее на его основе.

Польза инфракрасных лучей

Научно доказана польза применения инфракрасных лучей в медицине. Общее укрепление здоровья человека, лечение бактериальных инфекций, снижение артериального давления и расслабление мышц – вот неполный список положительных сторон этого удивительного открытия.

Человек, благодаря своему упорству, сумел найти этому удивительному явлению полезное применение в самых различных и иногда даже не связанных друг с другом сферах своей деятельности. Разумеется, за всем этим стоит внимательное изучение свойств лучей.

Керамические инфракрасные обогреватели

Это обычные ТЭНы, «заточенные» в оболочку из керамического материала, которая выступает корпусной основой. Тепло от нагревательного элемента передается керамике, и уже от нее тепловые лучи излучаются во внешнюю среду. Керамическая оболочка имеет площадь, в несколько раз превышающую площадь нагревательного элемента, поэтому температура отдается более активно. Такие нагреватели часто называют панельными инфракрасными нагревателями. Форма нагревательных панелей может быть самой разнообразной. Керамические ИК излучатели бывают плоскими, вогнутыми или, наоборот, выпуклыми.

Внешний вид керамического излучателя

На лицевой поверхности зачастую видна конфигурация ТЭНа, на задней поверхности — провода с изоляцией в виде керамических бусинок. Рабочая температура керамических нагревателей составляет 700 … 750 градусов, удельная поверхность — до 64 кВт / м2. Мощность керамических нагревателей может варьироваться от нескольких десятков ватт до нескольких киловатт. Что называется на все случаи жизни.

Некоторые типы керамических нагревателей имеют открытую, видимую спираль, например, тип HSR. Рабочая температура нагревателя составляет 900 °С, рассчитан он на быстрый нагрев.

Керамические инфракрасные нагреватели бывают трех типов: объемные (сплошные), полые, а также нагреватели со встроенной термопарой. Объемные элементы инерционные, долго нагреваются и медленно остывают. В случаях, когда необходимо периодическое включение / выключение нагревателя, используются полые нагреватели.

Они не так инерционны, что позволяет использовать их в различных технологических процессах, где необходимо поддерживать точную температуру рабочего тела путем периодического включения / выключения излучающего устройства. Из-за уменьшенной массы скорость нагрева полых нагревателей на 40% выше, чем у объемных.

В отличие от объемных излучателей, большая часть излучения от полых устройств направлена вперед. Обратное излучение предотвращается с помощью полого теплового барьера на задней стороне, который обеспечивает мягкие температурные условия для элементов конструкций корпуса, а также повышает КПД. По сравнению с объемными нагревателями одинаковой мощности, снижение потребления электроэнергии достигает 15%.

При использовании объемного излучателя такое распределение тепла может быть получено только с отражателем. Некоторые типы инфракрасных панельных обогревателей имеют встроенную термопару типа K или J, которая позволяет точно контролировать и регулировать температуру, что очень удобно для различных технологических процессов.

Существует множество технологических процессов, в которых используются ИК-излучатели. Вот только некоторые из них:

Инфракрасные керамические лампы Эдисона

Относятся к типу пустотелых керамических нагревателей, выпускаются с цоколем Е27, как у обычной лампы накаливания. Эту базу давно изобрел великий ученый Т. Эдисон. Именно буква «Е» в названии колпачка увековечивает имя изобретателя, а 27 — обозначает диаметр колпачка в миллиметрах. Конструкция очень удобна: просто вкручивается патрон вместо лампы накаливания, и сразу становится тепло!

Почему нельзя повесить такой нагреватель, если не дома, то хотя бы на рабочем месте? Ведь ни для кого не секрет, что наши работодатели не особенно заботятся о создании нормальных условий на рабочих местах: летом не хватает кондиционера, а осенью, когда отопление не включено, приходится надевать ватник в мастерской или конструкторском отделе.

Для металлических обогревателей Edison выпускаются металлические отражатели, что позволяет увеличить теплопередачу в нужном направлении и уменьшить тепловые воздействия на стены и потолки. Естественно, что такие «лампы» следует ввинчивать в высокотемпературный керамический патрон.

Чем электроника дороже — тем она безопаснее?

В теории качественная бытовая техника будет являться более безвредной, так как чем крупнее и «именитее» производитель, тем больше он будет заботиться о своём имидже и, соответственно, сертифицировать все свои продукты как можно более ответственнее. Но это, понятное дело, сказывается и на стоимости оборудования.

Однако стоит учитывать то, что это касается только новой техники, не подвергавшейся физическому воздействию, ремонтам, при правильной эксплуатации, расположении и прочее. Если хоть что-то было нарушено, то интенсивность излучения может измениться в разы.

История открытия и общая характеристика

Эксперимент Гершеля

Инфракрасное излучение было открыто в 1800 году английским астрономом У. Гершелем. Занимаясь исследованием Солнца, Гершель искал способ уменьшения нагрева инструмента, с помощью которого велись наблюдения. Определяя с помощью термометров действия разных участков видимого спектра, Гершель обнаружил, что «максимум тепла» лежит за насыщенным красным цветом и, возможно, «за видимым преломлением». Это исследование положило начало изучению инфракрасного излучения.

Раньше лабораторными источниками инфракрасного излучения служили исключительно раскалённые тела либо электрические разряды в газах. Сейчас на основе твердотельных и молекулярных газовых лазеров созданы современные источники инфракрасного излучения с регулируемой или фиксированной частотой. Для регистрации излучения в ближней инфракрасной-области (до ~1,3 мкм) используются специальные фотопластинки. Более широким диапазоном чувствительности (примерно до 25 мкм) обладают фотоэлектрические детекторы и фоторезисторы. Излучение в дальней ИК-области регистрируется болометрами — детекторами, чувствительными к нагреву инфракрасным излучением.

ИК-аппаратура находит широкое применение как в военной технике (например, для наведения ракет), так и в гражданской (например, в волоконно-оптических системах связи). В качестве оптических элементов в ИК-спектрометрах используются либо линзы и призмы, либо дифракционные решётки и зеркала. Чтобы исключить поглощение излучения в воздухе, спектрометры для дальней ИК-области изготавливаются в вакуумном варианте.

Поскольку инфракрасные спектры связаны с вращательными и колебательными движениями в молекуле, а также с электронными переходами в атомах и молекулах, ИК-спектроскопия позволяет получать важные сведения о строении атомов и молекул, а также о зонной структуре кристаллов.

Что такое инфракрасный свет?

Инфракрасный свет – это электромагнитное излучение, занимающее участок спектра в частотной полосе от 3 до 380 Терагерц, с длинами волн 0,78-1000 микрометров. Оно соседствует с областью видимого света и радиоволновым диапазоном.

Биосфера Земли получает максимум естественного инфракрасного света от Солнца. Но много и других, вполне земных источников.

Все теплокровные живые существа, в том числе и человек, излучают ИК волны. Любые физические тела в нагретом состоянии также светятся в инфракрасном диапазоне. Например, раскаленная кузнечная заготовка, дуга электросварки или расплавленный металл, вытекающий из доменной печи. А у ламп, освещающих наши квартиры, доля ИК свечения составляет 60-70 % от общего светового потока.

Приведем разделение на поддиапазоны в соответствии с методикой ISO (Международной организации по стандартизации):

Инфракрасное излучение способно нагревать окружающие объекты, поскольку излучаемые фотоны поглощаются атомами и передают им свою энергию. Происходит переход электромагнитного излучения в тепловую энергию.

Человеческое зрение не воспринимает инфракрасный свет, но есть небольшое исключение. Ученые из США (Сент-Луисский университет), проводящие исследование с применением с ИК лазеров, обнаружили интересный эффект. В процессе работы лазерных излучателей на длинах волн 800-900 нм периодически наблюдались световые вспышки. Проведенные эксперименты позволили сделать вывод о способности глаза воспринимать ИК свет высокочастотного поддиапазона в импульсном режиме мощного лазера.

Подкатегории ИК-волн

ИК-часть электромагнитного спектра занимает диапазон от 300 ГГц (1 мм) до 400 ТГц (750 нм). Можно выделить три вида инфракрасных волн:

• Дальний ИК-диапазон: 300 ГГц (1 мм) до 30 ТГц (10 мкм). Нижнюю часть можно именовать микроволнами. Эти лучи поглощаются из-за вращения в газофазных молекулах, молекулярных движениях в жидкостях и фотонов в твердых телах. Вода в земной атмосфере так сильно поглощается, что делает ее непрозрачной. Но есть определенные длины волн (окна), используемые для пропускания.
• Средний ИК-диапазон: 30 до 120 ТГц (от 10 до 2.5 мкм). Источниками выступают горячие объекты. Поглощается колебаниями молекул (разнообразные атомы вибрируют в позициях равновесия). Иногда этот диапазон именуют отпечатком пальца, потому что это специфическое явление.
• Ближайший ИК-диапазон: 120 до 400 TГц (2500-750 нм). Эти физические процессы напоминают те, что происходят в видимом свете. Наиболее высокие частоты можно найти определенной разновидностью фотографической пленки и датчиками для инфракрасной, фото- и видеосъемки.

ИК-лампа при гастрите

Использовать инфракрасную лампу при гастрите можно только вне периода обострение. Ее лечебное действие при таком заболевании заключается в усилении локальной иммунной защитой, заживлении слизистой оболочки желудка, активизации обмена веществ и ускорении кровотока.

Во время процедуры необходимо направить лампу на 10-15 минут на живот, а затем – на такое же время на спину в районе нижней части грудного отдела позвоночника. Сеансы необходимо повторять ежедневно на протяжении 10-12 дней.