Инфрақызыл сәулелену – сәулеленудің табиғи түрі. Әрбір адам оған күнделікті ұшырайды. Күн энергиясының үлкен бөлігі біздің планетамызға инфрақызыл сәулелер түрінде келеді. Дегенмен, қазіргі әлемде инфрақызыл сәулелерді пайдаланатын көптеген құрылғылар бар. Ол адам ағзасына әртүрлі әсер етуі мүмкін. Бұл негізінен осы құрылғыларды пайдаланудың түрі мен мақсатына байланысты.
Бұл не
Инфрақызыл сәулелену немесе инфрақызыл сәулелер – қызыл көрінетін жарықтан (ол толқын ұзындығы 0,74 микронмен сипатталады) қысқа толқынды радиосәулеленуге (толқын ұзындығы 1) дейінгі спектрлік аймақты алып жатқан электромагниттік сәулеленудің бір түрі. -2 мм). Бұл спектрдің айтарлықтай үлкен аймағы, сондықтан ол одан әрі үш аймаққа бөлінеді:
- жақын (0,74 - 2,5 мкм);
- орта (2,5 - 50 микрон);
- алыс (50-2000 микрон).
Табу тарихы
1800 жылы Англия ғалымы В. Гершель күн спектрінің көрінбейтін бөлігінде (қызыл жарықтан тыс) термометрдің температурасы көтерілетінін байқаған. Кейіннен инфрақызыл сәулеленудің оптика заңдарына бағыныштылығы дәлелденіп, оның көрінетін жарықпен байланысы туралы қорытынды жасалды.
1923 жылы λ=80 мкм (ИҚ диапазоны) радиотолқындарды алған кеңес физигі А. А. Глаголева-Аркадьеваның еңбегінің арқасында көрінетін сәулеленуден ИҚ-сәулеленуге және радиотолқындарға үздіксіз ауысудың болуы болды. тәжірибе жүзінде дәлелденген. Осылайша, олардың жалпы электромагниттік табиғаты туралы қорытынды жасалды.
Табиғаттағы барлық дерлік инфрақызыл спектрге сәйкес толқын ұзындығын шығаруға қабілетті, яғни ол инфрақызыл сәулелену көзі болып табылады. Адам денесі де ерекшелік емес. Айналаның бәрі атомдар мен иондардан, тіпті адамдардан тұратынын бәріміз білеміз. Және бұл қоздырылған бөлшектер ИК сызық спектрлерін шығаруға қабілетті. Олар әртүрлі факторлардың әсерінен, мысалы, электрлік разрядтардың әсерінен немесе қызған кезде қозғалған күйге өтуі мүмкін. Сонымен, газ плитасының жалынының сәулелену спектрінде су молекулаларынан λ=2,7 мкм және көмірқышқыл газынан λ=4,2 мкм болатын жолақ бар.
Күнделікті өмірдегі, ғылымдағы және өндірістегі IR толқындары
Үйде және жұмыста белгілі бір құрылғыларды пайдалана отырып, біз инфрақызыл сәулеленудің адам ағзасына әсері туралы өзімізге сирек сұрақ қоямыз. Қазіргі уақытта инфрақызыл жылытқыштар өте танымал. Олардың май радиаторлары мен конвекторлардан түбегейлі айырмашылығы - ауаның өзін емес, бөлмедегі барлық заттарды қыздыру мүмкіндігі. Яғни, жиһаз, еден, қабырғалар алдымен жылытылады, содан кейін олар өз жылуын атмосфераға береді. Сонымен қатар, инфрақызыл сәулелер организмдерге – адамдарға және олардың үй жануарларына да әсер етеді.
ИҚ-сәулелері мәліметтерді тасымалдауда және қашықтан басқаруда кеңінен қолданылады. Көптеген ұялы телефондарда файлдарды алмасуға арналған инфрақызыл порттары бар. Ал кондиционерлерге, музыка орталықтарына, теледидарларға, кейбір басқарылатын балалар ойыншықтарына арналған барлық қашықтан басқару құралдары да инфрақызыл диапазондағы электромагниттік сәулелерді пайдаланады.
Инфрақызыл сәулелерді армияда және астронавтикада қолдану
Ең маңызды инфрақызыл сәулелер аэроғарыш және әскери өнеркәсіптерге арналған. Инфрақызыл сәулеленуге (1,3 мкм-ге дейін) сезімтал фотокатодтар негізінде түнде көру құрылғылары (әртүрлі бинокль, көрікті жерлер және т.б.) жасалады. Олар объектілерді бір уақытта инфрақызыл сәулемен сәулелендіру кезінде абсолютті қараңғыда нысанаға алуға немесе бақылауға мүмкіндік береді.
Инфрақызыл сәулелердің жоғары сезімталдықты қабылдағыштарының арқасында мақсатты зымырандарды шығару мүмкін болды. Олардың басындағы датчиктер нысананың инфрақызыл сәулеленуіне әсер етеді, ол әдетте қоршаған ортадан жылырақ болады және зымыранды нысанаға бағыттайды. Сол принципке негізделгенкемелердің, ұшақтардың, цистерналардың қыздырылған бөліктерін жылу бағытын анықтауыштарды қолдану арқылы анықтау.
IR локаторлары мен қашықтық өлшегіштер толық қараңғылықта әртүрлі нысандарды анықтап, оларға дейінгі қашықтықты өлшей алады. Арнайы құрылғылар - инфрақызыл аймақта сәуле шығаратын оптикалық кванттық генераторлар ғарыштық және алыс қашықтықтағы жер үсті байланыстары үшін пайдаланылады.
Ғылымдағы инфрақызыл сәулелер
Ең кең тарағандардың бірі – ИК аймағындағы сәуле шығару және жұту спектрлерін зерттеу. Ол атомдардың электрондық қабаттарының ерекшеліктерін зерттеуде, әртүрлі молекулалардың құрылымдарын анықтауда, сонымен қатар әртүрлі заттардың қоспаларын сапалық және сандық талдауда қолданылады.
Көрінетін және ИҚ-сәулелерде денелердің шашырау, өту және шағылу коэффициенттеріндегі айырмашылықтарға байланысты әртүрлі жағдайларда түсірілген фотосуреттер біршама ерекшеленеді. Инфрақызыл кескіндер көбінесе егжей-тегжейлі көрсетеді. Мұндай суреттер астрономияда кеңінен қолданылады.
Инфрақызыл сәулелердің ағзаға әсерін зерттеу
Инфрақызыл сәулеленудің адам ағзасына әсері туралы алғашқы ғылыми деректер 1960 жылдарға жатады. Зерттеудің авторы жапондық дәрігер Тадаши Исикава. Тәжірибелер барысында ол инфрақызыл сәулелердің адам ағзасына терең енетінін анықтады. Сонымен қатар, саунада болу реакциясына ұқсас терморегуляция процестері орын алады. Дегенмен, терлеу қоршаған ортаның төмен температурасында басталады (олшамамен 50 ° C), ал ішкі органдардың қызуы әлдеқайда тереңірек жүреді.
Осы қыздыру кезінде қан айналымы күшейеді, тыныс алу жүйесінің, тері астындағы тіндердің және тері тамырларының тамырлары кеңейеді. Дегенмен, адамға инфрақызыл сәуленің ұзақ әсер етуі жылу соққысын тудыруы мүмкін, ал күшті инфрақызыл сәулелену әртүрлі дәрежедегі күйікке әкеледі.
IR қорғанысы
Адам ағзасына инфрақызыл сәулеленудің әсер ету қаупін азайтуға бағытталған іс-шаралардың шағын тізімі бар:
- Сәулеленудің қарқындылығын төмендету. Оған сәйкес технологиялық жабдықты таңдау, ескірген жабдықты дер кезінде ауыстыру, сондай-ақ оның рационалды орналасуы арқылы қол жеткізіледі.
- Сәулелену көзінен жұмысшыларды шығару. Өндіріс желісі рұқсат етсе, өндірістік желіні қашықтан басқаруға артықшылық беру керек.
- Көзге немесе жұмыс орнына қорғаныс экрандарын орнату. Мұндай қоршауларды инфрақызыл сәулеленудің адам ағзасына әсерін азайту үшін екі жолмен ұйымдастыруға болады. Бірінші жағдайда олар электромагниттік толқындарды көрсетуі керек, ал екінші жағдайда оларды кешіктіріп, сәулелену энергиясын жылу энергиясына айналдыруы керек, содан кейін оны жою керек. Қорғаныс экрандары мамандарды өндірісте болып жатқан процестерді бақылау мүмкіндігінен айырмауы керек болғандықтан, олар мөлдір немесе мөлдір болуы мүмкін. Бұл үшін силикат немесекварц шыны, сондай-ақ металл торлар мен шынжырлар.
- Ыстық беттерді жылу оқшаулау немесе салқындату. Жылу оқшаулаудың негізгі мақсаты жұмысшылардың күйіп қалу қаупін азайту болып табылады.
- Жеке қорғаныс құралдары (әртүрлі комбинезондар, кіріктірілген жарық сүзгілері бар көзілдірік, қалқандар).
- Алдын алу шаралары. Егер жоғарыда аталған әрекеттерді орындау барысында денеге инфрақызыл сәулеленудің әсер ету деңгейі жеткілікті жоғары болып қалса, онда сәйкес жұмыс және демалыс режимін таңдау керек.
Адам ағзасына пайдасы
Адам ағзасына әсер ететін инфрақызыл сәуле қан тамырларының кеңеюіне, мүшелер мен тіндердің оттегімен жақсы қанығуына байланысты қан айналымының жақсаруына әкеледі. Сонымен қатар, дене температурасының жоғарылауы терідегі жүйке ұштарына сәулелердің әсерінен ауырсынуды басатын әсерге ие.
Инфрақызыл сәуленің әсерінен жасалған операцияның бірқатар артықшылықтары бар екені анықталды:
- операциядан кейінгі ауырсынуды көтеру біршама жеңіл;
- жасушаның жылдам регенерациясы;
- Инфрақызыл сәуленің адамға әсері ашық қуыстарға операция жасағанда ішкі ағзалардың салқындауына жол бермейді, бұл шок қаупін азайтады.
Күйікке шалдыққан науқастарда инфрақызыл сәуле некрозды жою мүмкіндігін тудырады, сонымен қатар ертерек аутопластика жасайды. Сонымен қатар, қызбаның ұзақтығы қысқарады, анемия мен гипопротеинемия азырақ білінеді, асқыну жиілігі азаяды.
Инфрақызыл сәулелену бейспецификалық иммунитетті арттыру арқылы кейбір пестицидтердің әсерін әлсіретуі мүмкін екендігі дәлелденді. Көпшілігіміз ринит пен суықтың басқа да көріністерін көк түсті инфрақызыл шамдармен емдеуді білеміз.
Адамға зиян
Айта кетейік, инфрақызыл сәулеленудің адам ағзасына тигізетін зияны да айтарлықтай болуы мүмкін. Ең айқын және жиі кездесетін жағдайлар - терінің күйіп қалуы және дерматит. Олар инфрақызыл спектрдің әлсіз толқындарына тым ұзақ әсер еткенде немесе қарқынды сәулелену кезінде пайда болуы мүмкін. Медициналық процедураларға келетін болсақ, бұл сирек кездеседі, бірақ дұрыс емделмегенде жылу соққылары, астения және ауырсынудың күшеюі орын алады.
Заманауи мәселелердің бірі – көздің күйіп қалуы. Олар үшін ең қауіптісі толқын ұзындығы 0,76-1,5 мкм диапазондағы ИҚ сәулелері. Олардың әсерінен линзалар мен сулы юмор қызады, бұл әртүрлі бұзылуларға әкелуі мүмкін. Ең жиі кездесетін жанама әсерлердің бірі - фотофобия. Бұл лазерлік көрсеткіштермен және жеке қорғаныс құралдарын елемейтін дәнекерлеушілермен ойнайтын балалардың есте сақтауы керек.
Медицинадағы инфрақызыл сәулелер
Инфрақызыл сәулемен емдеу жергілікті және жалпы болып табылады. Бірінші жағдайда дененің белгілі бір бөлігінде жергілікті әрекет орындалады, ал екіншісінде бүкіл дене сәулелердің әсеріне ұшырайды. Емдеу курсы ауруға байланысты және 15-30 минуттық 5-тен 20 сеансқа дейін болуы мүмкін. Процедураларды орындау кезінде міндетті шарт болып табыладықорғаныс құралдарын пайдалану. Көздің денсаулығын сақтау үшін арнайы картон жастықшалар немесе көзілдірік қолданылады.
Бірінші процедурадан кейін тері бетінде анық емес шекаралары бар қызару пайда болады, шамамен бір сағаттан кейін өтеді.
ИҚ эмитенттерінің әрекеті
Көптеген медициналық құрылғылардың болуына байланысты адамдар оларды жеке пайдалану үшін сатып алады. Дегенмен, мұндай құрылғылар арнайы талаптарға сай болуы және қауіпсіздік ережелеріне сәйкес қолданылуы керек екенін есте ұстаған жөн. Бірақ ең бастысы, кез келген медициналық құрылғы сияқты инфрақызыл толқын шығарғыштарды бірқатар ауруларға қолдануға болмайтынын түсіну маңызды.
| Толқын ұзындығы, мкм | Пайдалы әрекет |
| 9,5 мкм | Аштықтан, төрт хлорлы көміртегімен уланудан, иммуносупрессанттарды қолданудан туындаған иммун тапшылығы жағдайында иммунокоррекциялық әрекет. Бұл иммунитеттің жасушалық байланысының қалыпты көрсеткіштерінің қалпына келуіне әкеледі. |
| 16,25 микрон | Антиоксиданттық әрекет. Ол супероксидтер мен гидропероксидтерден бос радикалдардың түзілуі және олардың рекомбинациялануы есебінен жүзеге асырылады. |
| 8, 2 және 6,4 мкм | Бактерияға қарсы әрекет және иммуномодуляциялық әсерге әкелетін простагландин гормондарының синтезіне әсер ету есебінен ішек микрофлорасын қалыпқа келтіру. |
| 22,5 мкм | Көп аударманың нәтижесіқан ұйығыштары және атеросклеротикалық бляшкалар сияқты ерімейтін қосылыстар еритін күйге ауысады, бұл оларды денеден шығаруға мүмкіндік береді. |
Сондықтан білікті маман, тәжірибелі дәрігер терапия курсын таңдауы керек. Шығарылатын инфрақызыл толқындардың ұзындығына байланысты құрылғыларды әртүрлі мақсаттарда пайдалануға болады.
