Infračervené záření je přirozená forma záření. Každý člověk je tomu vystaven každý den. Obrovská část sluneční energie vstupuje na naši planetu právě ve formě infračervených paprsků. V moderním světě však existuje mnoho zařízení, která používají infračervené záření. Může ovlivnit lidské tělo různými způsoby. To do značné míry závisí na typu a účelu použití právě těchto zařízení.
Historie objevů
V roce 1800 provedl vědec z Anglie W. Herschel pozorování, že v neviditelné části slunečního spektra (mimo červené světlo) teplota teploměru stoupá. Následně byla prokázána podřízenost infračerveného záření zákonům optiky a byl učiněn závěr o jeho vztahu k viditelnému světlu.
Díky pracím sovětského fyzika A.A. Glagolevy-Arkadyevy, který v roce 1923 obdržel rádiové vlny s λ = 80 μm (infračervený rozsah), byla experimentálně prokázána existence nepřetržitého přechodu od viditelného záření k infračervenému záření a rádiovým vlnám. Byl tedy učiněn závěr o jejich obecné elektromagnetické povaze.
Téměř vše v přírodě je schopné vyzařovat vlnové délky odpovídající infračervenému spektru, což znamená, že je zdrojem infračerveného záření. Lidské tělo není výjimkou. Všichni víme, že všechno kolem je tvořeno atomy a ionty, dokonce i osobou. A tyto excitované částice jsou schopné emitovat liniová IR spektra. Mohou přejít do vzrušeného stavu pod vlivem různých faktorů, například elektrických výbojů nebo při zahřátí. Takže v emisním spektru plamene plynového sporáku existuje pásmo s λ = 2,7 μm od molekul vody a λ = 4,2 μm od oxidu uhličitého.
IR vlny v každodenním životě, vědě a průmyslu
Při používání určitých zařízení doma i v práci se málokdy ptáme sami sebe na vliv infračerveného záření na lidské tělo. Infračervené ohřívače jsou zatím velmi populární. Jejich hlavním rozdílem od olejových radiátorů a konvektorů je schopnost neohřívat samotný vzduch přímo, ale všechny objekty v místnosti. To znamená, že se nejprve zahřeje nábytek, podlahy a stěny a poté se vzdají svého tepla do atmosféry. Současně má infračervené záření vliv na organismy - člověka a jeho mazlíčky.
Infračervené paprsky jsou také široce používány pro přenos dat a dálkové ovládání. Mnoho mobilních telefonů má infračervené porty pro výměnu souborů mezi nimi. A všechny dálkové ovladače z klimatizací, hudebních center, televizorů, některých ovládaných dětských hraček také používají elektromagnetické paprsky v infračervené oblasti.
Vliv infračerveného záření na lidské tělo
Úmyslné využití vlastností infračervených paprsků prospívá lidskému tělu. Zde jsou příklady toho, jak přispívají k celkovým přínosům pro zdraví:
- Paprsky pomáhají ničit bakterie způsobující choroby, a tím pomáhají v boji proti nachlazení.
- Infračervené paprsky posilují imunitní systém dětí i dospělých.
- Lékaři také zaznamenali jejich výhody pro pokožku. Zvyšováním průtoku krve je pro pokožku snazší přijímat potřebné látky, což má za následek její větší tonus.
- Kosmetický účinek paprsků na pokožku je neomezený. Četné studie ukazují, že pomáhají léčit kožní onemocnění, jako je kopřivka, psoriáza, dermatitida.
- Nasycení uzavřeného prostoru infračerveným zářením pomáhá snížit poškození lidského těla prachem.
Důležité! Terapeutický účinek infračerveného záření je způsoben skutečností, že paprsky, které pronikají do lidského těla, spouštějí řetězce složitých biochemických reakcí.
Využití infračervených paprsků v armádě a astronautice
Infračervené paprsky jsou nejdůležitější pro letecký a vojenský průmysl. Na základě fotokatod, které jsou citlivé na infračervené záření (do 1,3 mikronu), jsou vytvářena zařízení pro noční vidění (různé dalekohledy, mířidla atd.). Umožňují při současném ozařování předmětů infračerveným zářením zaměřování nebo pozorování v absolutní tmě.
Díky vytvořeným vysoce citlivým přijímačům infračervených paprsků bylo možné vyrábět naváděcí střely. Senzory v jejich hlavicích reagují na infračervené záření z cíle, jehož teplota je obvykle vyšší než teplota okolí, a směřují raketu k cíli. Stejný princip se používá k detekci vyhřívaných částí lodí, letadel a tanků pomocí zaměřovačů tepla.
IR lokátory a dálkoměry mohou detekovat různé objekty v úplné tmě a měřit vzdálenost k nim. Pro pozemní a dálkovou pozemní komunikaci se používají speciální zařízení - optické kvantové generátory, které vyzařují v infračervené oblasti.
Kde dochází k infračervenému záření?
Infračervené záření se používá v různých oblastech lidské činnosti. Patří mezi ně termografie, astronomie, medicína, zpracování potravin a další.
Infračervenými zářiči mohou být různá zařízení:
- naváděcí hlava v zaměřovacím zařízení,
- zařízení pro noční vidění,
- zařízení pro fyzioterapii,
- topné systémy,
- ohřívače,
- zařízení s dálkovým ovládáním.
Jakákoli zahřátá tělesa jsou zdroji infračerveného záření.
Pokud jde o ohřívače, měli byste při jejich nákupu věnovat pozornost povaze záření zařízení, které je obvykle uvedeno v technickém pasu. Pokud má cívka vytvářející teplo tepelně izolační ochranu, znamená to, že působení jejích dlouhých vln bude mít na tělo pozitivní účinek. Pokud topný článek není izolovaný, vydává zařízení krátké vlny způsobující zdravotní potíže.
Důležité! Pokud zařízení vyzařuje krátkovlnné záření, nezdržujte se v jeho blízkosti delší dobu a nepřibližujte se k sobě.
Infračervené záření ve vědecké činnosti
Jedním z nejběžnějších je studium emisních a absorpčních spekter v infračervené oblasti. Používá se ke studiu vlastností elektronických obalů atomů, ke stanovení struktur všech druhů molekul a navíc ke kvalitativní a kvantitativní analýze směsí různých látek.
Vzhledem k rozdílům v rozptylu, propustnosti a odrazu těles ve viditelných a infračervených paprskech se fotografie pořízené za různých podmínek mírně liší. Infračervené obrázky často zobrazují více podrobností. Takové snímky jsou široce používány v astronomii.
Studium vlivu infračervených paprsků na tělo
První vědecké údaje o vlivu infračerveného záření na lidské tělo pocházejí ze šedesátých let. Autorem výzkumu je japonský lékař Tadashi Ishikawa. V průběhu svých experimentů dokázal, že infračervené paprsky mají tendenci pronikat hluboko do lidského těla. V tomto případě dochází k termoregulačním procesům, podobným reakci na pobyt v sauně. Pocení však začíná při nižší okolní teplotě (přibližně 50 ° C) a vnitřní orgány se zahřívají mnohem hlouběji.
V průběhu takového zahřívání se zvyšuje krevní oběh, rozšiřují se cévy dýchacího systému, podkožní tkáně a kůže. Současně může dlouhodobé vystavení člověka infračervenému záření způsobit úžeh a silné infračervené záření vede k popáleninám různého stupně.
Infračervené poškození
Navzdory příznivým vlastnostem infračervených paprsků mají také kontraindikace. Krátké vlny jsou obzvláště nebezpečné. Jejich poškození může být vyjádřeno zarudnutím a popáleninami kůže, úpaly a dermatitidou, výskytem záchvatů a porušením rovnováhy vody a solí. Krátkovlnné záření je zvláště nebezpečné pro sliznici očí. Nejen, že ho vysuší, ale může také způsobit vážná oční onemocnění.
Účinek krátkých vln na lidské tělo je vyjádřen určitými znaky:
- závrať,
- nevolnost,
- potemnění v očích
- bušení srdce,
- zhoršená koordinace pohybů,
- ztráta vědomí.
Tyto příznaky se vyskytují, pokud teplota mozku vzroste dokonce o jeden stupeň Celsia. Při zvýšení o dva stupně Celsia se objevuje meningitida a encefalitida.
Kontraindikace pro použití infračervených paprsků jsou:
- nemoci krve,
- krvácející
- akutní zánětlivé procesy,
- akutní hnisavé projevy,
- maligní nádory.
IR ochrana
Existuje malý seznam opatření zaměřených na snížení rizika expozice infračervenému záření na lidské tělo:
- Snížení intenzity záření. Toho je dosaženo výběrem vhodného technologického zařízení, včasnou výměnou zastaralého zařízení a jeho racionálním uspořádáním.
- Stěhování pracovníků ze zdroje záření. Pokud to výrobní linka umožňuje, mělo by se upřednostňovat její dálkové ovládání.
- Instalace ochranných clon u zdroje nebo pracoviště. Takové ploty lze uspořádat dvěma způsoby, aby se snížil účinek infračerveného záření na lidské tělo. V prvním případě musí odrážet elektromagnetické vlny a ve druhém je musí zastavit a přeměnit energii záření na teplo s jeho následným odstraněním. Vzhledem k tomu, že ochranné clony by neměly připravit odborníky o možnost sledovat procesy probíhající ve výrobě, mohou být transparentní nebo průsvitné. K tomu se jako materiály volí křemičitá nebo křemenná skla, jakož i kovové sítě a řetězy.
- Tepelná izolace nebo chlazení horkých povrchů. Hlavním účelem tepelné izolace je snížit riziko různých popálenin pracovníků.
- Osobní ochranné prostředky (různé kombinézy, brýle s vestavěnými světelnými filtry, štíty).
- Preventivní opatření. Pokud v průběhu výše uvedených akcí zůstane úroveň expozice infračervenému záření na těle dostatečně vysoká, měl by být zvolen vhodný způsob práce a odpočinku.
Jak se vyhnout škodlivým účinkům infračerveného záření
Patogenní účinek infračervených paprsků na tělo nastává, pokud jsou krátkovlnné. Jejich hlavním zdrojem jsou ohřívače pro domácnost. Aby se zabránilo poškození těla, měl by člověk buď co nejvíce omezit jejich používání v každodenním životě, nebo být co nejdále od zdroje tepla. V tomto případě je domácí infračervené záření velmi škodlivé. Pokyny připojené k soupravě pro bezpečný ohřívač musí nutně znamenat, že jeho povrch je pokryt materiálem chráněným před teplem nebo že povrch jeho záření je menší než 100 ° C. Vyzařují pouze dlouhé vlny, jejichž vlastnosti budou nepoškozuje zdraví, dokonce může mít určitou výhodu.
Na pracovišti lze narazit na zdroje škodlivých účinků. Mohou to být různé technické pece.V zájmu ochrany před škodlivými vlastnostmi paprsků musí zaměstnanci obdržet speciální oděv a vybavení, které minimalizuje poškození.
Výhody pro lidské tělo
Infračervené záření ovlivňující lidské tělo vede ke zlepšení krevního oběhu v důsledku vazodilatace, lepší saturace orgánů a tkání kyslíkem. Zvýšení tělesné teploty má navíc analgetický účinek v důsledku působení paprsků na nervové zakončení v kůži.
Bylo pozorováno, že chirurgické zákroky prováděné pod vlivem infračerveného záření mají řadu výhod:
- bolest po operaci je o něco jednodušší;
- regenerace buněk je rychlejší;
- vliv infračerveného záření na člověka zabrání ochlazení vnitřních orgánů v případě operace na otevřených dutinách, což snižuje riziko šoku.
U pacientů s popáleninami umožňuje infračervené záření odstranit nekrózu a provést autoplastiku v dřívější fázi. Navíc klesá doba trvání horečky, anémie a hypoproteinémie jsou méně výrazné a frekvence komplikací klesá.
Bylo prokázáno, že infračervené záření může oslabit účinek některých pesticidů zvýšením nespecifické imunity. Mnoho z nás ví o léčbě rýmy a některých dalších projevech nachlazení pomocí modrých IR lamp.
Poškození člověka
Stojí za zmínku, že poškození infračerveným zářením pro lidské tělo může být také velmi významné. Nejviditelnějšími a nejčastějšími případy jsou popáleniny kůže a dermatitida. Mohou nastat buď při příliš dlouhém vystavení slabým vlnám infračerveného spektra, nebo při intenzivním ozařování. Pokud mluvíme o lékařských postupech, pak zřídka, ale stále existují úpaly, astenie a exacerbace bolesti při nesprávném zacházení.
Popáleniny očí jsou jedním z moderních problémů. Nejnebezpečnější pro ně jsou infračervené paprsky s vlnovými délkami v rozmezí 0,76 - 1,5 mikronu. Pod jejich vlivem se zahřívá čočka a komorová voda, což může vést k různým poruchám. Fotofobie je jedním z nejčastějších důsledků. To je třeba mít na paměti pro děti, které si hrají s laserovými ukazovátky a svářeči, kteří zanedbávají osobní ochranné prostředky.
Poškození infračervenými ohřívači
Infračervená topení jsou nezdravá, protože jsou škodlivá pro pokožku, oči a buňky.
Velkou nevýhodou tohoto ohřívače je, že hodně vysušuje pokožku. Jeho povrchové vrstvy jsou intenzivně zahřívány, vlhkost se odpařuje, póry nemohou produkovat kapalinu v požadovaném množství.
Je infračervené zařízení škodlivé na pracovišti, kde trávíme hodně času?
Vědci sledovali zdraví pracovníků v továrnách, kteří byli v místnostech, kde bylo neustále přítomno infračervené zařízení. Zjistili, že tímKůže lidí pravidelně vystavených infračervenému záření ztrácí díky vysoké intenzitě tepla své ochranné vlastnosti. Konstantní infračervené záření je tedy zdraví škodlivé.
Dlouhodobý pobyt v blízkosti infračerveného ohřívače je nebezpečný, protože může způsobit popáleniny.
To se stává obzvláště často u těch, kteří usnuli poblíž tohoto zařízení. Muž se necítil ve snu, a když se probudil, našel na tváři puchýř. Takové poškození způsobují infračervené ohřívače, které vyzařují krátké a střední vlnové délky.
Při konstantní expozici může ohřívač také poškodit oko: ke změnám dochází na sítnici. Mohou nastat problémy s čočkou, což může způsobit kataraktu.
Při pravidelném ozařování začíná proces destrukce kožního proteinu a propustnost membrány krevních buněk klesá.
Infračervené paprsky v medicíně
Léčba infračerveným zářením je lokální a obecná. V prvním případě se místní akce provádí na určité části těla a ve druhém je celé tělo vystaveno působení paprsků. Průběh léčby závisí na nemoci a může se pohybovat od 5 do 20 sezení, každé 15-30 minut. Při provádění postupů je nezbytným předpokladem použití ochranných prostředků. K ochraně zdraví očí se používají speciální kartonové kryty nebo brýle.
Po prvním postupu se na povrchu kůže objeví zarudnutí s nejasnými hranicemi, které trvá asi hodinu.
Kontraindikace použití infračerveného záření
Použití infračerveného záření jako terapeutického nebo profylaktického postupu je třeba se vyhnout v následujících případech:
- těhotenství a kojení;
- časté krvácení;
- hnisavé procesy;
- chronická onemocnění v akutním stadiu;
- nemoci krve;
- onkologická onemocnění.
To je zajímavé: Co může sen o člověku vyprávět: pozice spánku a jejich vlastnosti
Speciální vlastnosti infračerveného záření v těchto případech mohou způsobit poškození těla, což zhorší stávající nemoci. Taková léčba rozhodně nepřinese výhody v přítomnosti takových kontraindikací.
Akce infračervených zářičů
Díky dostupnosti mnoha zdravotnických prostředků si je lidé kupují pro individuální použití. Je však třeba mít na paměti, že taková zařízení musí splňovat konkrétní požadavky a musí být používána bezpečným způsobem. Ale co je nejdůležitější, je důležité si uvědomit, že jako každý zdravotnický prostředek nelze infračervené zářiče použít pro řadu nemocí.
Vliv infračerveného záření na lidské tělo
| Vlnová délka, μm | Užitečná akce |
| 9,5 μm | Imunokorektivní působení ve stavech imunodeficience způsobené hladem, otravou tetrachlormethanem, použitím imunosupresiv. Vede k obnovení normálních parametrů buněčného spojení imunity. |
| 16,25 μm | Antioxidační účinek. Provádí se to díky tvorbě volných radikálů ze superoxidů a hydroperoxidů a jejich rekombinaci. |
| 8,2 a 6,4 μm | Antibakteriální účinek a normalizace střevní mikroflóry v důsledku vlivu na syntézu prostaglandinových hormonů, což vede k imunomodulačnímu účinku. |
| 22,5 μm | Vede k translaci mnoha nerozpustných sloučenin, jako jsou krevní sraženiny a aterosklerotické plaky, do rozpustného stavu, což umožňuje jejich odstranění z těla. |
Kurz terapie by proto měl zvolit kvalifikovaný odborník a zkušený lékař. V závislosti na délce emitovaných infračervených vln lze zařízení používat pro různé účely.
