Инфракрасные лучи: свойства, области применения, влияние на человека. источники инфракрасного излучения

Выбираем лучшую ИК-кабинку

Постараемся разобраться, на что нужно обратить внимание при выборе инфракрасной сауны. В первую очередь следует опираться на следующие критерии:

Габариты. Разнообразие моделей позволяет выбирать как из компактных, одноместных — для малогабаритных квартир, до трёх- или четырёхместных версий, предназначенных для загородных домов

Обратите внимание, что портативная ИК – сауна не выдерживает конкуренции в комфорте с более крупными аналогами.
Форма и дизайн. В данной ситуации всё зависит от вашего желания

Можно приобрести готовую модель прямоугольной, угловой или округлой формы, отдать предпочтение полностью деревянному каркасу либо устройству со стеклянными панорамными стенами.
Внутренняя отделка. Только дерево, но каким оно будет – решается индивидуально. Вариантов множество: недорогие лиственные породы, экономичная, очищенная от смолы сосна, дорогой алтайский кедр или канадский хемлок либо что-то иное.
Тип нагревателя, о которых мы говорили чуть ранее.

Оздоровительные ИК-кабинкиИсточник www.albion.ua

Термография

Термография, или тепловидение – это тип инфракрасного изображения объектов. Поскольку все тела излучают в ИК-диапазоне, а интенсивность радиации увеличивается с температурой, для ее обнаружения и получения снимков можно использовать специализированные камеры с ИК-датчиками. В случае очень горячих объектов в ближней инфракрасной или видимой области, этот метод называется пирометрией.

Термография не зависит от освещения видимым светом. Следовательно, можно «видеть» окружающую среду даже в темноте. В частности, теплые предметы, в том числе люди и теплокровные животные, хорошо выделяются на более холодном фоне. Инфракрасная фотография ландшафта улучшает отображение объектов в зависимости от их теплоотдачи: голубое небо и вода кажутся почти черными, а зеленая листва и кожа ярко проявляются.

Исторически термография широко использовалась военными и службами безопасности. Кроме того, она находит множество других применений. Например, пожарные используют ее, чтобы видеть сквозь дым, находить людей и локализовать горячие точки во время пожара. Термография может выявить патологический рост тканей и дефекты в электронных системах и схемах из-за их повышенного выделения тепла. Электрики, обслуживающие линии электропередач, могут обнаружить перегревающиеся соединения и детали, что сигнализирует о нарушении их работы, и устранить потенциальную опасность. При нарушении теплоизоляции специалисты-строители могут увидеть утечки тепла и повысить эффективность систем охлаждения или обогрева. В некоторых автомобилях высокого класса тепловизоры устанавливаются для помощи водителю. С помощью термографических изображений можно контролировать некоторые физиологические реакции у людей и теплокровных животных.

Внешний вид и способ работы современной термографической камеры не отличаются от таковых у обычной видеокамеры. Возможность видеть в инфракрасном спектре является настолько полезной функцией, что возможность записи изображений часто является опциональной, и модуль записи не всегда доступен.

Типы термоизлучателей

Типы ИК излучателей от Инфраторг:

Керамические ИК излучатели (ECS, ECP, ECH, ECZ) – имеют керамический корпус и диапазон излучения 2 – 10 мкм. Применяют керамические инфракрасные излучатели в промышленном оборудовании, сушках и обогревателях.

Кварцевые ИК излучатели (QP) – поставляются нагреватели, как в трубках, так и панелях индивидуального размера. Используют на установках для интенсивного нагрева полимерных материалов.

Лампы галогенные кварцевые – имеют вид стеклянной трубки прямой или изогнутой формы. Широко применяют лампы КГТ в отрасли полимеризации пластика. Обладают высокой температурой нагрева и длительным сроком эксплуатации.

Инфракрасные карбоновые лампы – представлены в виде стеклянной трубки с нагревателем из карбонового волокна внутри. Срок службы карбоновой лампы составляет более 8000 часов.

Виды инфракрасного излучения:

Диапазон инфракрасного излучения часто подразделяется на более мелкие диапазоны. Существует несколько классификаций видов инфракрасного излучения.

Обычная схема деления инфракрасного излучения: 

Название Название на англ. и аббревиатура Длина волны Частота Энергия фотонов Температура Характеристики
Ближнее ИК-излучение Near-infrared, NIR 0,75-1,4 мкм 214-400 ТГц 886-1653 мэВ 3,864-2,070 К
(3,591-1,797 °C)
В этом диапазоне работают широко распространенные инфракрасные светодиоды и лазеры для систем волоконной и воздушной оптической связи. Видеокамеры и приборы ночного видения на основе электронно-оптические преобразователи также чувствительны в этом диапазоне.
Коротковолновое инфракрасное излучение Short-wavelength infrared, SWIR 1,4-3 мкм 100-214 ТГц 413-886 мэВ 2,070-966 К
(1,797-693 °C)
Диапазон 1530-1560 нм преобладает в области дальней связи.
Инфракрасное излучение средней длины волны Mid-wavelength infrared, MWIR.

Также называется промежуточным инфракрасным излучением (IIR)

3-8 мкм 37-100 ТГц 155-413 мэВ 966-362 K
(693-89 °C)
В этом диапазоне начинают излучать тела, нагретые до нескольких сотен градусов Цельсия. В этом диапазоне чувствительны тепловые головки самонаведения систем ПВО и технические тепловизоры.
Длинноволновое инфракрасное излучение Long-wavelength infrared, LWIR 8-15 мкм 20-37 ТГц 83-155 МмэВ 362-193 К
(89 – -80 °C)
В этом диапазоне начинают излучать тела с температурами около нуля градусов Цельсия. В этом диапазоне чувствительны тепловизоры для приборов ночного видения.
Дальнее инфракрасное излучение Far-infrared, FIR 15-1000 мкм 0,3-20 ТГц 1,2-83 мэВ 193-3 К
(-80,15 – -270,15 °C)

Ближнее ИК-излучение и коротковолновое инфракрасное излучение иногда называют “отраженным инфракрасным излучением”, тогда как инфракрасное излучение средней длины волны и длинноволновое инфракрасное излучение иногда называют “тепловым инфракрасным излучением”.

CIE схема деления инфракрасного излучения:

Международная комиссия по освещённости (англ. International Commission on Illumination) рекомендует разделение инфракрасного излучения на следующие три группы:

Обозначение Длина волны
IR-A 700 нм – 1400 нм (0,7 мкм – 1,4 мкм)
IR-B 1400 нм – 3000 нм (1,4 мкм – 3 мкм)
IR-C 3000 нм – 1 мм (3 мкм – 1000 мкм)

ISO 20473 схема деления инфракрасного излучения: 

Международная организация по стандартизации, ИСО (англ. International Organization for Standardization, ISO) предлагает следующую схему разделения инфракрасного излучения:

Обозначение Аббревиатура Длина волны
Ближний инфракрасный диапазон NIR 0,78-3 мкм
Средний инфракрасный диапазон MIR 3-50 мкм
Дальний инфракрасный диапазон FIR 50-1000 мкм

Астрономическая схема деления инфракрасного излучения:

Астрономы обычно делят инфракрасный спектр следующим образом:

Обозначение Аббревиатура Длина волны
Ближний инфракрасный диапазон NIR (0.7…1) – 5 мкм
Средний инфракрасный диапазон MIR 5 – (25…40) мкм
Дальний инфракрасный диапазон FIR (25…40) – (200…350) мкм

Области ИК-диапазона

ИК-диапазон часто разделяется на более узкие участки спектра. Немецкий институт стандартов DIN определил такие области длин волн инфракрасных лучей:

  • ближний (0,75-1,4 мкм), обычно используемый в волоконно-оптической связи;
  • коротковолновой (1,4-3 мкм), начиная с которого значительно возрастает поглощение ИК-излучения водой;
  • средневолновой, также называемый промежуточным (3-8 мкм);
  • длинноволновый (8-15 мкм);
  • дальний (15-1000 мкм).

Однако эта схема классификации не используется повсеместно. Например, в некоторых исследованиях указываются следующие диапазоны: ближний (0,75-5 мкм), средний (5-30 мкм) и длинный (30-1000 мкм). Длины волн, используемые в телекоммуникации, подразделяются на отдельные полосы из-за ограничений детекторов, усилителей и источников.

Общая система обозначений оправдана реакциями человека на инфракрасные лучи. Ближняя ИК-область наиболее близка к длине волны, видимой человеческим глазом. Среднее и дальнее ИК-излучение постепенно удаляются от видимой части спектра. Другие определения следуют различным физическим механизмам (таким как пики эмиссии и поглощение воды), а самые новые основаны на чувствительности используемых детекторов. Например, обычные кремниевые сенсоры чувствительны в области около 1050 нм, а арсенид индий-галлия – в диапазоне от 950 нм до 1700 и 2200 нм.

Четкая граница между инфракрасным и видимым светом не определена. Глаз человека значительно менее чувствителен к красному свету, превышающему длину волны 700 нм, однако интенсивное свечение (лазера) можно видеть примерно до 780 нм. Начало ИК-диапазона определяется в разных стандартах по-разному – где-то между этими значениями. Обычно это 750 нм. Поэтому видимые инфракрасные лучи возможны в диапазоне 750–780 нм.

Устройство

Внешне инфракрасная сауна почти ничем не отличается от термической парной. Разница заключается только в том, что нагревательным элементом здесь служит ИК-обогреватель. Состоит он из следующих элементов:

  • Металлического прямоугольного корпуса.
  • Инфракрасной лампы.
  • Экрана, предназначенного для отражения тепловых волн.
  • Термоизолирующей прокладки.
  • Рефлектора, излучающего тепловую энергию.
  • Нагревательного элемента.
  • Термостата с поворотным механизмом, предназначенного для поддержания заданной температуры.

Принцип действия инфракрасной сауныИсточник s.sakh.com

Вариант расположения нагревательных элементовИсточник avatars.mds.yandex.net

При включении рефлектор получает тепло, поступающее от нагревательного элемента. Тот, в свою очередь, излучает тепловые лучи, воздействующие на человеческое тело и всё остальное, попадающее в зону их распространения. Тем самым происходит равномерное прогревание всего помещения кабинки.

Сауны могут быть потолочные, напольные и настенные. Разнообразие также базируется на разных рабочих элементах: 

  • Инкаллоевые.
  • Пленочные.
  • Керамические.
  • Карбоновые.

Инфракрасное излучение ИК сауныИсточник fb.ru/misc

Инфракрасная обогревательная плёнкаИсточник buranrussia.ru

Польза и вред инфракрасных лучей

Длинноволновое ИК-излучение применяется в медицине с целью:

  • нормализации артериального давления путем стимуляции кровообращения;
  • очищения организма от солей тяжелых металлов и токсинов;
  • улучшения кровообращения мозга и памяти;
  • нормализации гормонального фона;
  • поддержания водно-солевого баланса;
  • ограничения распространения грибков и микробов;
  • обезболивания;
  • снятия воспаления;
  • укрепления иммунитета.

Вместе с тем ИК-излучение может нанести вред при острых гнойных заболеваниях, кровотечениях, острых воспалениях, болезнях крови, злокачественных опухолях. Неконтролируемое продолжительное воздействие ведет к покраснению кожи, ожогам, дерматиту, тепловому удару. Коротковолновые ИК-лучи опасны для глаз – возможно развитие светобоязни, катаракты, нарушений зрения. Поэтому для отопления должны применяться исключительно источники длинноволнового излучения.

Общий

Инфракрасный является электромагнитной волной , название которого означает «ниже красный» (от латинского инфра  : «нижний»), потому что эта область простирается видимый спектр на стороне излучения низкой частоты, которая появляется цветной красный . Длина волны инфракрасного вакуума находится между видимым диапазоном (≈ 0,7  мкм ) и микроволновым диапазоном (0,1  мм ). По оценке Международной электротехнической комиссии , диапазон инфракрасного излучения составляет от 780  нм до 1  мм .

Инфракрасное излучение связано с теплом, потому что при обычной комнатной температуре объекты спонтанно испускают тепловое излучение в инфракрасном диапазоне. Закон Планка дает модель этого излучения для черного тела . Закон смещения Вина дает максимум длины волны излучения черного тела при абсолютной температуре T (в Кельвинах ): 0,002898 / T. При обычной температуре окружающей среды ( T около 300  K ) максимальное излучение составляет около 10  мкм . Передача тепла также осуществляется за счет теплопроводности в твердых телах и за счет конвекции в жидкостях.

Спектр инфракрасного излучения не обязательно соответствует спектру черного тела; это относится, например, к светодиодам, используемым в пультах дистанционного управления .

Научно-технический анализ этого излучения называется инфракрасной спектроскопией .

Польза и вред инфракрасных лучей

Длинноволновое ИК-излучение применяется в медицине с целью:

  • нормализации артериального давления путем стимуляции кровообращения;
  • очищения организма от солей тяжелых металлов и токсинов;
  • улучшения кровообращения мозга и памяти;
  • нормализации гормонального фона;
  • поддержания водно-солевого баланса;
  • ограничения распространения грибков и микробов;
  • обезболивания;
  • снятия воспаления;
  • укрепления иммунитета.

Вместе с тем ИК-излучение может нанести вред при острых гнойных заболеваниях, кровотечениях, острых воспалениях, болезнях крови, злокачественных опухолях. Неконтролируемое продолжительное воздействие ведет к покраснению кожи, ожогам, дерматиту, тепловому удару. Коротковолновые ИК-лучи опасны для глаз – возможно развитие светобоязни, катаракты, нарушений зрения. Поэтому для отопления должны применяться исключительно источники длинноволнового излучения.

Использование ИК-лучей в армии и космонавтике

Наиболее важное значение инфракрасные лучи имеют для авиакосмической и военной отраслей. На базе фотокатодов, имеющих чувствительность к ИК-излучению (до 1,3 мкм), создаются приборы ночного видения (различные бинокли, прицелы и т

д.). Они позволяют при одновременном облучении объектов инфракрасным излучением произвести прицеливание или осуществлять наблюдение в абсолютной темноте.

Благодаря созданным высокочувствительным приемникам инфракрасных лучей стало возможным производство самонаводящихся ракет. Датчики в их головной части реагируют на ИК-излучение цели, температура которой, как правило, выше окружающей среды, и направляют ракету в цель. На том же принципе основано обнаружение с помощью теплопеленгаторов нагретых частей кораблей, самолетов, танков.

ИК-локаторы и дальномеры могут обнаруживать в полной темноте различные объекты и соизмерять расстояние до них. Особые приборы — оптические квантовые генераторы, которые излучают в инфракрасной области, применяются для космической и дальней наземной связи.

Открытие инфракрасного излучения

Инфракрасное излучение было открыто астрономом У. Гершелем в 1800 г.

Рис. 1. У. Гершель.

В это время астрономические приборы достигли уже такой высокой точности, что тепловое расширение их деталей существенно влияло на результаты измерений. При наблюдениях звезд и планет обеспечить постоянство температуры несложно, однако при исследовании Солнца нагрев инструментов оказался значительной проблемой.

Разлагая солнечный свет в спектр, У. Гершель установил, что разные участки спектра нагревают вещество по-разному: красная часть спектра греет значительно сильнее, чем фиолетовая, а максимум тепла вообще приходится на участок «за видимым преломлением».

В дальнейшем благодаря работам Т. Юнга и О. Френеля было доказано, что инфракрасное излучение, как и свет, представляет собой электромагнитное излучение.

Методики

Инфракрасная терапия бывает двух видов: местная и общая. При местном воздействии излучению подвергается конкретная часть тела пациента, а при общей – весь его организм. Процедуры проводятся 1 или 2 раза в день, длительность одного сеанса от 15 до 30 минут. Курсовое лечение состоит из 5—20 процедур. Необходимо знать, что во время воздействия на область лица глаза должны быть защищены специальными очками, картонными накладками, ватой и другими способами. После сеанса на кожном покрове остается эритема (покраснение) с нечеткими контурами, которые бесследно исчезают через час после окончания процедуры.

Типы инфракрасного (ИК) излучения

Характеризуется ИК излучение по длине волны, а также интенсивности излучения. Сегодня определено три сферы ИК излучения:

Ближнее излучение, с диапазоном 0,75 – 1,5 мкм. Инфракрасная волна проникает вглубь кожи (IR-A);

Среднее излучение с диапазоном 1,5 – 5,6 мкм. Волна также проникает под кожу, но глубже. Излучение поглощается соединительными тканями (IR-B). Излучение, с длиной волны более 5 мкм происходит полное поглощение на поверхности кожи. Наиболее результативно проходят в тело  человека при излучении в пределах 0,75 – 3 мкм, данная область проникновения имеет название в медицинской среде «окно терапевтической прозрачности»;

Дальнее излучение 5,6 – 100 мкм.

На образце графического примера поглощения инфракрасного излучения можно увидеть как в спектральный диапазоне излучения 1.5 – 10 мкм значения находят наиболее интенсивную проницательность. Клетка человеческого организма, как известно, состоит на 98% из воды, поэтому эти допущения можно применять и к телу человека.

Наиболее эффективно использовать в качестве обогрева и сушки инфракрасные нагреватели с дальним и средним спектром излучения, так как вода поглощает излучение 1,5 – 10 мкм с пиковыми данными на длине волны в 2,93, 4,7 и 6,2 мкм. Эти показатели подтверждены  Юхневичем Г. в литературе 1973 г. под названием Инфракрасная спектропия воды

Области ИК-диапазона

ИК-диапазон часто разделяется на более узкие участки спектра. Немецкий институт стандартов DIN определил такие области длин волн инфракрасных лучей:

  • ближний (0,75-1,4 мкм), обычно используемый в волоконно-оптической связи;
  • коротковолновой (1,4-3 мкм), начиная с которого значительно возрастает поглощение ИК-излучения водой;
  • средневолновой, также называемый промежуточным (3-8 мкм);
  • длинноволновый (8-15 мкм);
  • дальний (15-1000 мкм).

Однако эта схема классификации не используется повсеместно. Например, в некоторых исследованиях указываются следующие диапазоны: ближний (0,75-5 мкм), средний (5-30 мкм) и длинный (30-1000 мкм). Длины волн, используемые в телекоммуникации, подразделяются на отдельные полосы из-за ограничений детекторов, усилителей и источников.

Общая система обозначений оправдана реакциями человека на инфракрасные лучи. Ближняя ИК-область наиболее близка к длине волны, видимой человеческим глазом. Среднее и дальнее ИК-излучение постепенно удаляются от видимой части спектра. Другие определения следуют различным физическим механизмам (таким как пики эмиссии и поглощение воды), а самые новые основаны на чувствительности используемых детекторов. Например, обычные кремниевые сенсоры чувствительны в области около 1050 нм, а арсенид индий-галлия – в диапазоне от 950 нм до 1700 и 2200 нм.

Четкая граница между инфракрасным и видимым светом не определена. Глаз человека значительно менее чувствителен к красному свету, превышающему длину волны 700 нм, однако интенсивное свечение (лазера) можно видеть примерно до 780 нм. Начало ИК-диапазона определяется в разных стандартах по-разному – где-то между этими значениями. Обычно это 750 нм. Поэтому видимые инфракрасные лучи возможны в диапазоне 750–780 нм.

Инфракрасное излучение

Отправляясь от видимого света в длинноволновую сторону спектра, мы попадаем в диапазон инфракрасного излучения. Ближнее ИК-излучение физически ничем не отличается от видимого света, за исключением того, что не воспринимается сетчаткой глаза. Его можно регистрировать теми же приборами, в частности, телескопами, что и видимый свет. Человек также ощущает инфракрасное излучение кожей — как тепло. Именно благодаря инфракрасному излучению нам тепло сидеть у костра. Большую часть энергии горения уносит вверх восходящий поток воздуха, на котором мы кипятим воду в котелке, а инфракрасное (и видимое) излучение испускается в стороны молекулами газов, продуктов сгорания и раскаленными частицами угля.

С ростом длины волны атмосфера теряет прозрачность для инфракрасного излучения. Это связано с так называемыми колебательно-вращательными полосами поглощения молекул атмосферных газов. Будучи квантовыми объектами, молекулы не могут вращаться или колебаться произвольным образом, как грузы на пружинке. У каждой молекулы есть свой набор энергий (и, соответственно, частот излучения), которые они могут запасать в форме колебательных и вращательных движений. Однако даже у не самых сложных молекул воздуха набор этих частот столь обширен, что фактически атмосфера поглощает всё излучение в некоторых участках инфракрасного спектра — это так называемые инфракрасные полосы поглощения. Они перемежаются небольшими участками, в которых космическое ИК-излучение достигает поверхности Земли — это так называемые окна прозрачности, которых насчитывается около десятка. Их существование представлено на плакате разрозненными голубыми стрелками в инфракрасном диапазоне. Интересно отметить, что поглощение ИК-излучения почти полностью происходит в нижних слоях атмосферы из-за повышения плотности воздуха у поверхности Земли. Это позволяет вести наблюдения почти во всем инфракрасном диапазоне с аэростатов и высотных самолетов, которые поднимаются в стратосферу.

Деление инфракрасного излучения на поддиапазоны также весьма условно. Граница между ближним и средним инфракрасным излучением проводится примерно в районе абсолютной температуры 300 К, которая характерна для предметов на земной поверхности. Поэтому все они, включая приборы, являются мощными источниками инфракрасного излучения. Чтобы в таких условиях выделить излучение космического источника, аппаратуру приходится охлаждать до температур, близких к абсолютному нулю, и выносить за пределы атмосферы, которая сама интенсивно светит в среднем ИК-диапазоне — именно за счет этого излучения Земля рассеивает в космос энергию, постоянно поступающую от Солнца. Основной тип приемника излучения в этом диапазоне — болометр, то есть, попросту говоря, маленькое черное тело, поглощающее излучение, соединенное со сверхточным термометром.

Дальний инфракрасный диапазон — один из наиболее сложных, как для генерации, так и для регистрации излучения. В последнее время благодаря разработке особых материалов и сверхбыстродействующей электроники с ним научились достаточно эффективно работать. В технике его часто называют терагерцевым излучением. Сейчас активно идет разработка бесконтактных сканеров для определения химического состава объектов на основе генераторов терагерцевого излучения. Они смогут выявлять пластиковую взрывчатку и наркотики на контрольных пунктах в аэропортах.

В астрономии этот диапазон чаще называют субмиллиметровым излучением. Он интересен тем, что в нем (а также в соседнем с ним микроволновом диапазоне) наблюдается реликтовое излучение Вселенной. До уровня моря субмиллиметровое излучение не доходит, но поглощается оно в основном в самых нижних слоях атмосферы. Поэтому в горах Чили и Мексики на высоте около 5 тысяч метров над уровнем моря сейчас строятся крупные субмиллиметровые телескопы — в Мексике 50-метровый, а в Чили массив из 64 телескопов диаметром 12 метров.

Анионное излучение (ионизация воздуха)

Анион (от греч. ana — вверх и ion — идущий), отрицательно заряженный ион в электрическом поле движется к положительному электроду — аноду.

Анионы оказывают благоприятное воздействие на человеческий организм (ионизация воздуха). Анионы, соединяясь с кислородом воздуха, образуют ионизированный кислород, способный улучшить иммунные качества человеческого организма и предотвратить многие заболевания. Анионы очищают, стерилизуют воздух и придают ему антисептические качества. Функция генерации анионов (ионизации) автоматически включается при включении обогревателя.

Ионизация воздуха (приобретение воздухом электрических зарядов — аэроионов) — естественный процесс, происходящий в природе под действием различных природных факторов.

Естественное инфракрасное излучение:

Источником естественного инфракрасного излучения является Солнце. Когда Солнце находится в зените, мощность его излучения составляет чуть более 1 кВт на квадратный метр на уровне моря. Из этой энергии 527 Вт приходится на инфракрасное излучение, 445 Вт – на видимый свети, 32 Вт – на ультрафиолетовое излучение.

Почти все инфракрасное излучение в солнечном свете является ближним инфракрасным излучением, длина волны составляет менее 4 мкм.

Поверхность Земли и облака поглощают видимое и невидимое излучение от Солнца и переизлучают большую часть поглощённой энергии в виде инфракрасного излучения обратно в атмосферу. Некоторые вещества в атмосфере, главным образом капли воды и водяной пар, а также диоксид углерода, метан, азот, гексафторид серы и хлорфторуглерод поглощают это инфракрасное излучение и вновь излучают его во всех направлениях, включая обратно на Землю. Таким образом, создается парниковый эффект.

Использование ИК-лучей

В современном мире ИК-лучи нашли применение и используются не только для создания обогревательных систем, но и в ряде других случаев:

  1. На их основе создаются приборы ночного видения, причем существует целый ряд способов визуализации. В том числе системами с инфракрасными светодиодами оснащены современные видеокамеры, использующиеся для охранных целей. Также, на их основе работают болометры и другие приборы, обеспечивающие техническое зрение и позволяющие видеть в темное время суток.
  2. Получение термограмм – специальной разновидности визуальных изображений в инфракрасном спектре, необходимых для понимания картины распределения тепловых полей. Развитие термографии и создание новых усовершенствованных моделей тепловизоров востребовано для военных целей и внедрения данных разработок в службах, обеспечивающих безопасность.
  3. Создание отопительных систем, функционирующих на основе ИК-излучений, а не конвекции и позволяющих в значительной степени снижать траты электроэнергии.
  4. В промышленных целях используются для осуществления сушки поверхностей, покрытых лаками или краской. Показатель скорости и снижение затрат энергии делают такую методику более предпочтительной и выгодной, чем традиционные способы.
  5. Обеспечение развития спектроскопии, поскольку спектрометры, работающие в инфракрасном диапазоне, значительно превосходят аналоги. Они позволяют устанавливать и изучать строение коротких молекул как органических, так и неорганических веществ.
  6. Создание диодов и лазеров на их основе позволило разработать принципиально новую возможность передачи данных на расстоянии по беспроводной методике. Чаще всего применяется для установления связи между персональным компьютером и стационарными устройствами без дополнительного подключения друг к другу.
  7. Широкое применение было найдено и в медицине: чаще всего ИК-лучи используются в физиотерапии. Было замечено их положительное воздействие на процессы метаболизма и кровообращения.
  8. В пищевой отрасли используются для термического и биологического воздействия на ряд продуктов питания. Помимо прочего, подобные излучения помогают процессам стерилизации и дезинфекции пищи.
  9. Активно используются для проверки денег на подлинность или фальшивость. Для этого на купюры обычно наносится специальная метамерная краска, увидеть наличие которой можно только при воздействии инфракрасных волн.

Дата: 25 сентября 2021

Спектроскопия

Инфракрасная радиационная спектроскопия – это технология, используемая для определения структур и составов (главным образом) органических соединений путем изучения пропускания ИК-излучения через образцы. Она основана на свойствах веществ поглощать определенные его частоты, которые зависят от растяжения и изгиба внутри молекул образца.

Характеристики инфракрасного поглощения и излучения молекул и материалов дают важную информацию о размере, форме и химической связи молекул, атомов и ионов в твердых телах. Энергии вращения и вибрации квантуются во всех системах. ИК-излучение энергии hν, испускаемое или поглощаемое данной молекулой или веществом, является мерой разности некоторых внутренних энергетических состояний. Они, в свою очередь, определяются атомным весом и молекулярными связями. По этой причине инфракрасная спектроскопия является мощным инструментом определения внутренней структуры молекул и веществ или, когда такая информация уже известна и табулирована, их количества. ИК-методы спектроскопии часто используются для определения состава и, следовательно, происхождения и возраста археологических образцов, а также для обнаружения подделок произведений искусства и других предметов, которые при осмотре под видимым светом напоминают оригиналы.