Infracrveno zračenje je prirodni oblik zračenja. Svaki čovjek joj je svakodnevno izložen. Ogroman dio energije Sunca dolazi na naš planet u obliku infracrvenih zraka. Međutim, u suvremenom svijetu postoji mnogo uređaja koji koriste infracrveno zračenje. Može utjecati na ljudsko tijelo na različite načine. To uvelike ovisi o vrsti i namjeni korištenja ovih uređaja.
Što je ovo
Infracrveno zračenje, ili IR zrake, vrsta je elektromagnetskog zračenja koje zauzima područje spektra od crvene vidljive svjetlosti (koju karakterizira valna duljina od 0,74 mikrona) do kratkovalnog radio zračenja (s valnom duljinom 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).
Povijest otkrića
Godine 1800., znanstvenik iz Engleske, W. Herschel, primijetio je da u nevidljivom dijelu sunčevog spektra (izvan crvenog svjetla) temperatura termometra raste. Nakon toga je dokazana podređenost infracrvenog zračenja zakonima optike i donesen je zaključak o njegovom odnosu s vidljivom svjetlošću.
Zahvaljujući radu sovjetske fizičarke A. A. Glagoleve-Arkadyeve, koja je 1923. godine primala radio valove λ=80 μm (IR raspon), postojao je kontinuirani prijelaz s vidljivog zračenja na IR zračenje i radio valove. eksperimentalno dokazano. Tako je donesen zaključak o njihovoj zajedničkoj elektromagnetskoj prirodi.
Gotovo sve u prirodi je sposobno emitirati valne duljine koje odgovaraju infracrvenom spektru, što znači da je izvor infracrvenog zračenja. Ljudsko tijelo nije iznimka. Svi znamo da se sve oko nas sastoji od atoma i iona, čak i ljudi. I ove pobuđene čestice sposobne su emitirati IR spektre. Mogu prijeći u uzbuđeno stanje pod utjecajem različitih čimbenika, na primjer, električnih pražnjenja ili kada se zagrijavaju. Dakle, u spektru zračenja plamena plinske peći postoji pojas s λ=2,7 µm od molekula vode i s λ=4,2 µm od ugljičnog dioksida.
IR valovi u svakodnevnom životu, znanosti i industriji
Koristeći određene uređaje kod kuće i na poslu, rijetko se pitamo o učinku infracrvenog zračenja na ljudski organizam. U međuvremenu, infracrveni grijači danas su prilično popularni. Njihova temeljna razlika od uljnih radijatora i konvektora je sposobnost 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 također utječe na organizme - ljude i njihove kućne ljubimce.
IR zrake također se široko koriste u prijenosu podataka i daljinskom upravljanju. Mnogi mobilni telefoni imaju infracrvene priključke za razmjenu datoteka između njih. I svi daljinski upravljači za klima uređaje, glazbene centre, televizore, neke kontrolirane dječje igračke također koriste elektromagnetske zrake u infracrvenom rasponu.
Upotreba infracrvenih zraka u vojsci i astronautici
Najvažnije infracrvene zrake su za zrakoplovnu i vojnu industriju. Na temelju fotokatoda osjetljivih na infracrveno zračenje (do 1,3 mikrona) nastaju uređaji za noćno gledanje (razni dalekozori, nišani i sl.). Oni omogućuju, dok istovremeno zrače objekte infracrvenim zračenjem, ciljanje ili promatranje u apsolutnoj tami.
Zahvaljujući stvorenim visokoosjetljivim prijemnicima infracrvenih zraka, proizvodnja projektila za navođenje postala je moguća. Senzori u njihovoj glavi reagiraju na IR zračenje mete, koje je obično toplije od okoline, i usmjeravaju projektil do cilja. Na temelju istog principaotkrivanje zagrijanih dijelova brodova, zrakoplova, tenkova pomoću termometara.
IR lokatori i daljinomjeri mogu otkriti različite objekte u potpunoj tami i izmjeriti udaljenost do njih. Posebni uređaji - optički kvantni generatori koji emitiraju u infracrvenom području, koriste se za svemirske i zemaljske komunikacije velikog dometa.
Infracrveno zračenje u znanosti
Jedno od najčešćih je proučavanje spektra emisije i apsorpcije u IR području. Koristi se u proučavanju karakteristika elektronskih ljuski atoma, za određivanje strukture različitih molekula, a osim toga, u kvalitativnoj i kvantitativnoj analizi mješavina različitih tvari.
Zbog razlika u koeficijentima raspršenja, prijenosa i refleksije tijela u vidljivim i IC zrakama, fotografije snimljene u različitim uvjetima donekle su različite. Infracrvene slike često pokazuju više detalja. Takve slike se široko koriste u astronomiji.
Proučavanje učinka infracrvenih zraka na tijelo
Prvi znanstveni podaci o učinku infracrvenog zračenja na ljudsko tijelo datiraju iz 1960-ih. Autor istraživanja je japanski liječnik Tadashi Ishikawa. Tijekom svojih eksperimenata uspio je ustanoviti da infracrvene zrake teže prodiranju duboko u ljudsko tijelo. Istodobno se događaju procesi termoregulacije, slični reakciji na boravak u sauni. Međutim, znojenje počinje na nižoj temperaturi okoline (itje oko 50°C), a zagrijavanje unutarnjih organa događa se mnogo dublje.
Tijekom ovog zagrijavanja pojačava se cirkulacija krvi, šire se žile dišnog sustava, potkožnog tkiva i kože. Međutim, dugotrajno izlaganje infracrvenom zračenju na osobu može uzrokovati toplinski udar, a jako infracrveno zračenje dovodi do opeklina različitog stupnja.
IR zaštita
Postoji mali popis aktivnosti usmjerenih na smanjenje rizika od izlaganja infracrvenom zračenju na ljudsko tijelo:
- Smanjenje intenziteta zračenja. To se postiže odabirom odgovarajuće tehnološke opreme, pravovremenom zamjenom zastarjele opreme, kao i njezinim racionalnim rasporedom.
- Uklanjanje radnika s izvora zračenja. Ako proizvodna linija dopušta, treba dati prednost daljinskom upravljanju proizvodnom linijom.
- Postavljanje zaštitnih ekrana na izvor ili radno mjesto. Takve se ograde mogu rasporediti na dva načina kako bi se smanjio učinak infracrvenog zračenja na ljudsko tijelo. U prvom slučaju moraju reflektirati elektromagnetske valove, au drugom ih odgoditi i pretvoriti energiju zračenja u toplinsku, nakon čega slijedi njezino uklanjanje. Zbog činjenice da zaštitni zasloni ne bi trebali uskratiti stručnjacima mogućnost praćenja procesa koji se odvijaju u proizvodnji, mogu se učiniti prozirnim ili prozirnim. Za to, silikatni ilikvarcno staklo, kao i metalne mreže i lanci.
- Toplinska izolacija ili hlađenje vrućih površina. Glavna svrha toplinske izolacije je smanjiti rizik od opeklina za radnike.
- Osobna zaštitna oprema (razni kombinezoni, naočale s ugrađenim svjetlosnim filterima, štitnici).
- Preventivne mjere. Ako tijekom gore navedenih radnji razina izloženosti infracrvenom zračenju na tijelu ostane dovoljno visoka, tada treba odabrati odgovarajući način rada i odmora.
Prednosti za ljudsko tijelo
Infracrveno zračenje koje utječe na ljudski organizam dovodi do poboljšanja cirkulacije krvi zbog vazodilatacije, bolje zasićenosti organa i tkiva kisikom. Osim toga, povećanje tjelesne temperature ima analgetski učinak zbog djelovanja zraka na živčane završetke u koži.
Primijećeno je da operacija izvedena pod utjecajem infracrvenog zračenja ima niz prednosti:
- bol nakon operacije je nešto lakše podnijeti;
- brža regeneracija stanica;
- Učinak infracrvenog zračenja na osobu izbjegava hlađenje unutarnjih organa u slučaju operacije na otvorenim šupljinama, čime se smanjuje rizik od šoka.
Kod pacijenata s opeklinama, infracrveno zračenje stvara mogućnost uklanjanja 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 učinak nekih pesticida povećanjem nespecifične imunosti. Mnogi od nas znaju za liječenje rinitisa i nekih drugih manifestacija prehlade plavim IR lampama.
Šteta ljudima
Vrijedi napomenuti da šteta od infracrvenog zračenja za ljudsko tijelo također može biti vrlo značajna. Najočigledniji i najčešći slučajevi su opekline kože i dermatitis. Mogu se pojaviti ili kod predugo izlaganja slabim valovima infracrvenog spektra ili tijekom intenzivnog zračenja. Kada je riječ o medicinskim zahvatima, rijetki su, ali ipak, uz nepravilan tretman nastaju toplinski udari, astenija i pogoršanje boli.
Jedan od modernih problema su opekline oka. Najopasnije za njih su IR zrake s valnim duljinama u rasponu od 0,76-1,5 mikrona. Pod njihovim utjecajem dolazi do zagrijavanja leće 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 osobnu zaštitnu opremu.
IR zrake u medicini
Liječenje infracrvenim zračenjem je lokalno i općenito. U prvom slučaju provodi se lokalno djelovanje na određeni dio tijela, a u drugom se cijelo tijelo izlaže djelovanju zraka. Tijek liječenja ovisi o bolesti i može se kretati od 5 do 20 sesija od 15-30 minuta. Prilikom provođenja postupaka preduvjet jekorištenje zaštitne opreme. Za održavanje zdravlja očiju koriste se posebni kartonski jastučići ili naočale.
Nakon prvog zahvata, na površini kože pojavljuje se crvenilo s nejasnim granicama koje prolazi nakon otprilike sat vremena.
Djelovanje IR emitera
Uz dostupnost mnogih medicinskih uređaja, ljudi ih kupuju za osobnu 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 razumjeti da se, kao i svaki medicinski uređaj, odašiljači infracrvenih valova ne mogu koristiti za brojne bolesti.
| Valna duljina, µm | Korisna radnja |
| 9,5 µm | Imunokorektivno djelovanje kod stanja imunodeficijencije uzrokovanih gladovanjem, trovanjem ugljičnim tetrakloridom, upotrebom imunosupresiva. To dovodi do obnove normalnih pokazatelja stanične veze imuniteta. |
| 16,25 mikrona | Antioksidativno djelovanje. Provodi se zbog stvaranja slobodnih radikala iz superoksida i hidroperoksida, te njihove rekombinacije. |
| 8, 2 i 6,4 µm | Antibakterijsko djelovanje i normalizacija crijevne mikroflore zbog utjecaja na sintezu hormona prostaglandina, što dovodi do imunomodulacijskog učinka. |
| 22,5 µm | Rezultira prijevodom mnogihnetopivi spojevi, kao što su krvni ugrušci i aterosklerotski plakovi, u topljivo stanje, omogućujući im da se uklone iz tijela. |
Stoga, kvalificirani specijalist, iskusni liječnik treba odabrati tijek terapije. Ovisno o duljini emitiranih infracrvenih valova, uređaji se mogu koristiti u različite svrhe.
