Espectro de radiación infrarroja. ¿Qué se trata con rayos infrarrojos? Radiación infrarroja: fuentes naturales y artificiales.

La radiación infrarroja es invisible para el ojo humano, sin embargo, la emiten todas las sustancias líquidas y sólidas. Asegura la ocurrencia de muchos procesos en la Tierra. Se utiliza en diversas áreas de nuestras actividades.

Todas las propiedades de la radiación infrarroja en el cuerpo han sido estudiadas por fototerapeutas. El efecto depende de la longitud de onda y la duración de la exposición. Son indispensables para una vida normal.

El rango de infrarrojos va desde el extremo rojo del espectro visible hasta el violeta (ultravioleta). Este intervalo se divide en áreas: largo, medio y corto. En las luces bajas las luces son más peligrosas. Pero las longitudes de onda largas tienen un efecto beneficioso sobre el cuerpo.

Beneficios de la radiación infrarroja:

  • uso en medicina para tratar diversas enfermedades;
  • investigación científica: asistencia en descubrimientos;
  • tiene un efecto beneficioso sobre el crecimiento de las plantas;
  • aplicación en la industria alimentaria para acelerar transformaciones bioquímicas;
  • esterilización de alimentos;
  • asegura el funcionamiento de los equipos: radios, teléfonos y otros;
  • producción de diversos dispositivos y dispositivos basados ​​​​en infrarrojos;
  • uso con fines militares para la seguridad de la población.

Los aspectos negativos del IR de onda corta se deben a la temperatura de calentamiento. Cuanto mayor sea, mayor será la intensidad de la radiación.

Propiedades nocivas de la IR corta:

  • cuando se expone a los ojos - cataratas;
  • en caso de contacto con la piel - quemaduras, ampollas;
  • si afecta al cerebro – náuseas, mareos, aumento del ritmo cardíaco;
  • Cuando utilice calentadores con IR, no debe estar muy cerca.

Fuentes de radiación

Sol– el principal generador natural de IR. Aproximadamente el 50% de su radiación se encuentra en el espectro infrarrojo. Gracias a ellos comenzó la vida. La energía solar se dirige a objetos con menor temperatura y los calienta.

La tierra lo absorbe y devuelve la mayor parte a la atmósfera. Todos los objetos tienen diferentes propiedades radiantes, que pueden depender de varios cuerpos.

Los derivados artificiales incluyen muchos artículos equipados con LED. Se trata de lámparas incandescentes, filamentos de tungsteno, calentadores y algunos láseres. Casi todo lo que nos rodea es a la vez fuente y absorbente de IR. Cualquier cuerpo calentado emite luz invisible.

Solicitud

Los rayos infrarrojos se utilizan en medicina, la vida cotidiana, la industria y la astronomía. Cubren muchas áreas de la vida humana. Dondequiera que vaya, dondequiera que esté, experimenta la influencia de los infrarrojos.

Uso en medicina

Desde la antigüedad, la gente ha notado el poder curativo del calor para tratar enfermedades. Muchos trastornos son causados ​​por condiciones ambientales desfavorables. A lo largo de la vida, el cuerpo acumula sustancias nocivas.

La radiación infrarroja se utiliza desde hace mucho tiempo en medicina. El IR de onda larga tiene las propiedades más útiles. Las investigaciones han demostrado que dicha terapia estimula al cuerpo a eliminar toxinas, alcohol, nicotina, plomo y mercurio.

Normaliza el proceso metabólico, fortalece el sistema inmunológico, desaparecen muchas infecciones y no solo desaparecen los síntomas, sino también la enfermedad misma. La salud claramente se fortalece: la presión arterial disminuye, aparece un buen sueño, los músculos se relajan, los vasos sanguíneos se dilatan, el flujo sanguíneo se acelera, el estado de ánimo mejora y el estrés mental desaparece.

Los métodos de tratamiento pueden centrarse directamente en el área enferma o afectar a todo el cuerpo.

Una característica de la fisioterapia local es el efecto específico de la IR en las partes enfermas del cuerpo. Los procedimientos generales están diseñados para todo el cuerpo. La mejora se produce después de unas pocas sesiones.

Un ejemplo de las principales enfermedades para las que está indicada la terapia IR:

  • sistema musculoesquelético – fracturas, artritis, inflamación de las articulaciones;
  • sistema respiratorio – asma, bronquitis, neumonía;
  • sistema nervioso – neuralgia, sueño inquieto, depresión;
  • aparato urinario – insuficiencia renal, cistitis, prostatitis;
  • piel – quemaduras, úlceras, cicatrices, procesos inflamatorios, psoriasis;
  • cosmetología – efecto anticelulítico;
  • odontología – extracción de nervios, instalación de empastes;
  • diabetes mellitus;
  • eliminación de la exposición radiactiva.

Esta lista no refleja todos los aspectos de la medicina en los que se utilizan rayos infrarrojos.

La fisioterapia tiene contraindicaciones: embarazo, enfermedades de la sangre, intolerancia individual, patologías durante la exacerbación, tuberculosis, neoplasias, procesos purulentos, tendencia al sangrado.

Calentador infrarrojo

Los calentadores de infrarrojos son cada vez más populares. Esto se explica por importantes ventajas desde un enfoque económico y social.

En la industria y la agricultura se sabe desde hace tiempo que los dispositivos electromagnéticos no disipan el calor, sino que calientan el objeto deseado enfocando la radiación infrarroja en forma de onda directamente sobre el objeto. Así, en un gran taller se calienta el lugar de trabajo, pero en un almacén se calienta el recorrido de la persona, y no toda la habitación.

La calefacción central se proporciona mediante agua caliente por radiadores. La distribución de la temperatura es desigual, el aire caliente sube hasta el techo y en la zona del parquet hace claramente más frío. En el caso de un calentador de infrarrojos, se puede evitar el problema del desperdicio de calor.

Las instalaciones combinadas con ventilación natural reducen la humedad del aire a niveles normales, por ejemplo, en granjas de cerdos y graneros, los sensores registran entre un 70% y un 75% o menos. Cuando se utiliza un emisor de este tipo, aumenta el número de animales.

espectroscopia infrarroja

La rama de la física responsable de la influencia de los infrarrojos en los cuerpos se llama espectroscopia infrarroja. Con su ayuda se resuelven los problemas del análisis cuantitativo y cualitativo de mezclas de sustancias, el estudio de las interacciones intermoleculares y el estudio de la cinética y características de los intermediarios de reacciones químicas.

Este método mide las vibraciones de las moléculas utilizando un espectrómetro. Tiene una gran base de datos tabular que le permite identificar miles de sustancias en función de su huella atómica.

Mando a distancia

Se utiliza para controlar dispositivos a distancia. Los diodos infrarrojos se utilizan principalmente en electrodomésticos. Por ejemplo, el mando a distancia de un televisor, algunos teléfonos inteligentes tienen un puerto de infrarrojos.

Estos rayos no interfieren, porque invisible a los ojos humanos.

Termografía

La termografía en rayos infrarrojos se utiliza con fines de diagnóstico, también en imprenta, medicina veterinaria y otros campos.

Con diversas enfermedades, la temperatura corporal cambia. El sistema circulatorio aumenta la intensidad en la zona de las perturbaciones, lo que se refleja en el monitor del instrumento.

Los tonos fríos son el azul oscuro, el aumento de calidez se nota porque el color cambia primero a verde, luego a amarillo, rojo y blanco.

Propiedades de los rayos IR

Los rayos IR tienen la misma naturaleza que la luz visible, pero se encuentran en un rango diferente. En este sentido, obedecen las leyes de la óptica y están dotados de coeficientes de emisividad, reflexión y transmisión.

Características distintivas:

  • una característica específica es la ausencia de la necesidad de un enlace intermedio durante la transferencia de calor;
  • la capacidad de atravesar algunos cuerpos opacos;
  • calienta la sustancia al ser absorbida por ella;
  • invisible;
  • tiene un efecto químico sobre placas fotográficas;
  • provoca un efecto fotoeléctrico interno en el germanio;
  • capaz de óptica ondulatoria (interferencia y difracción);
  • registrados mediante métodos fotográficos.

Radiación infrarroja en la vida.

Una persona emite y absorbe rayos infrarrojos. Tienen efectos locales y generales. Y cuáles serán las consecuencias, beneficios o daños, depende de su frecuencia.

Las personas emiten largas ondas infrarrojas y es deseable recibirlas de vuelta. En ellos se basa el tratamiento fisioterapéutico. Después de todo, activan el mecanismo de regeneración y curación de órganos.

Las ondas cortas tienen un principio de funcionamiento diferente. Pueden hacer que los órganos internos se calienten.

Además, la exposición prolongada a los rayos ultravioleta conlleva consecuencias como quemaduras o incluso oncología. Los expertos médicos no recomiendan pasar tiempo al sol durante el día, especialmente si vas con un niño.

La radiación infrarroja (IR) es un tipo de radiación electromagnética que ocupa el rango espectral entre la luz roja visible (INFRArroja: ABAJO del rojo) y las ondas de radio de onda corta. Estos rayos generan calor y se conocen científicamente como ondas térmicas. Estos rayos generan calor y se conocen científicamente como ondas térmicas.

Todos los cuerpos calentados emiten radiación infrarroja, incluido el cuerpo humano y el Sol, que de esta manera calienta nuestro planeta, dando vida a toda la vida en él. El calor que sentimos por un fuego cerca de un fuego o chimenea, un calentador o asfalto caliente es todo consecuencia de los rayos infrarrojos.

Todo el espectro de radiación infrarroja se suele dividir en tres rangos principales, que se diferencian en la longitud de onda:

  • Longitud de onda corta, con longitud de onda λ = 0,74-2,5 µm;
  • Onda media, con longitud de onda λ = 2,5-50 µm;
  • Longitud de onda larga, con longitud de onda λ = 50-2000 µm.

Los rayos infrarrojos de onda corta o cercana no son calientes en absoluto; de hecho, ni siquiera los sentimos. Estas ondas se utilizan, por ejemplo, en mandos a distancia de TV, sistemas de automatización, sistemas de seguridad, etc. Su frecuencia es mayor y, en consecuencia, su energía es mayor que la de los rayos infrarrojos lejanos (largos). Pero no a tal nivel que dañe el cuerpo. El calor comienza a generarse en longitudes de onda del infrarrojo medio y ya sentimos su energía. La radiación infrarroja también se denomina radiación "térmica", porque la piel humana percibe la radiación de los objetos calentados como una sensación de calor. En este caso, las longitudes de onda emitidas por el cuerpo dependen de la temperatura de calentamiento: cuanto mayor es la temperatura, más corta es la longitud de onda y mayor es la intensidad de la radiación. Por ejemplo, una fuente con una longitud de onda de 1,1 micras corresponde a metal fundido, y una fuente con una longitud de onda de 3,4 micras corresponde a metal al final del laminado y forjado.

Nos interesa el espectro con una longitud de onda de 5-20 micrones, ya que es en este rango donde se produce más del 90% de la radiación producida por los sistemas de calefacción por infrarrojos, con un pico de radiación de 10 micrones. Es muy importante que sea a esta frecuencia que el propio cuerpo humano emita ondas infrarrojas de 9,4 micrones. Así, cualquier radiación de una frecuencia determinada es percibida por el cuerpo humano como relacionada y tiene sobre él un efecto beneficioso y, además, curativo.

Con tal exposición a la radiación infrarroja en el cuerpo, se produce el efecto de "absorción por resonancia", que se caracteriza por la absorción activa de energía externa por parte del cuerpo. Como resultado, se puede observar un aumento en el nivel de hemoglobina de una persona, un aumento en la actividad de las enzimas y estrógenos y, en general, una estimulación de la actividad vital de una persona.

El efecto de la radiación infrarroja sobre la superficie del cuerpo humano, como ya hemos dicho, es útil y, además, agradable. ¡Recuerda los primeros días soleados a principios de primavera, cuando después de un invierno largo y nublado por fin salió el sol! Sientes cómo envuelve gratamente la zona iluminada de tu piel, rostro, palmas. Ya no quiero usar guantes ni gorro, a pesar de que la temperatura es bastante baja en comparación con la “cómoda”. Pero tan pronto como aparece una pequeña nube, inmediatamente experimentamos una notable incomodidad por la interrupción de una sensación tan placentera. Esta es la misma radiación que tanto nos faltó durante el invierno, cuando el Sol estuvo ausente durante mucho tiempo y nosotros, queramos o no, llevamos a cabo nuestro "poste de infrarrojos".

Como resultado de la exposición a la radiación infrarroja, se puede observar:

  • Aceleración del metabolismo en el cuerpo;
  • Restauración del tejido cutáneo;
  • Ralentizar el proceso de envejecimiento;
  • Eliminar el exceso de grasa del cuerpo;
  • Liberación de energía motora humana;
  • Aumentar la resistencia a los antimicrobianos del cuerpo;
  • Activación del crecimiento de las plantas.

y mucho mucho más. Además, la irradiación infrarroja se utiliza en fisioterapia para tratar muchas enfermedades, incluido el cáncer, ya que favorece la expansión de los capilares, estimula el flujo sanguíneo en los vasos, mejora la inmunidad y produce un efecto terapéutico general.

Y esto no es de extrañar, porque esta radiación nos la da la naturaleza como una forma de transmitir calor y vida a todos los seres vivos que necesitan este calor y confort, sin pasar por el espacio vacío y el aire como intermediarios.

Existen diferentes fuentes de radiación infrarroja. Actualmente se encuentran en electrodomésticos, sistemas de automatización y seguridad, y también se utilizan para el secado de productos industriales. Las fuentes de luz infrarroja, cuando se utilizan correctamente, no afectan al cuerpo humano, razón por la cual los productos son muy populares.

Historia del descubrimiento

Durante muchos siglos, mentes destacadas han estudiado la naturaleza y la acción de la luz.

La luz infrarroja se descubrió a principios del siglo XIX gracias a las investigaciones del astrónomo W. Herschel. Su esencia era estudiar la capacidad de calefacción de varias zonas solares. El científico les llevó un termómetro y siguió el aumento de temperatura. Este proceso se observó cuando el dispositivo tocó el borde rojo. V. Herschel concluyó que existe una cierta radiación que no se puede ver visualmente, pero que se puede determinar con un termómetro.

Rayos infrarrojos: aplicación

Están muy extendidos en la vida humana y han encontrado su aplicación en diversos campos:

  • Asuntos militares. Los misiles y ojivas modernos, capaces de apuntar independientemente a un objetivo, están equipados con misiles que son el resultado del uso de radiación infrarroja.
  • Termografía. La radiación infrarroja se utiliza para estudiar áreas sobrecalentadas o subenfriadas. Las imágenes infrarrojas también se utilizan en astronomía para detectar cuerpos celestes.
  • Vida Ha ganado gran popularidad cuyo funcionamiento está destinado a calentar elementos interiores y paredes. Luego liberan calor al espacio.
  • Mando a distancia. Todos los controles remotos existentes para TV, calderas, aires acondicionados, etc. equipado con rayos infrarrojos.
  • En medicina, los rayos infrarrojos se utilizan para tratar y prevenir diversas enfermedades.

Veamos dónde se utilizan estos elementos.

Quemadores de gas infrarrojos

Se utiliza un quemador de infrarrojos para calentar varias habitaciones.

Al principio se utilizó para invernaderos y garajes (es decir, locales no residenciales). Sin embargo, las tecnologías modernas han hecho posible su uso incluso en apartamentos. Popularmente, este tipo de quemador se denomina dispositivo solar, ya que cuando se enciende, la superficie de trabajo del equipo se asemeja a la luz del sol. Con el tiempo, estos dispositivos sustituyeron a los calentadores de aceite y los convectores.

Características principales

Un quemador de infrarrojos se diferencia de otros dispositivos en su método de calentamiento. El calor se transfiere a través de medios que los humanos no notan. Esta característica permite que el calor penetre no sólo en el aire, sino también en los elementos del interior, lo que posteriormente también aumenta la temperatura de la habitación. El emisor de infrarrojos no seca el aire, ya que los rayos se dirigen principalmente a los elementos del interior y a las paredes. En el futuro, el calor se transferirá desde las paredes u objetos directamente al espacio de la habitación y el proceso se producirá en unos minutos.

Aspectos positivos

La principal ventaja de estos dispositivos es el calentamiento rápido y sencillo de la habitación. Por ejemplo, se necesitarán 20 minutos para calentar una habitación fría a una temperatura de +24ºС. Durante el proceso no hay movimiento de aire, lo que contribuye a la formación de polvo y grandes contaminantes. Por lo tanto, aquellas personas que padecen alergias instalan un emisor de infrarrojos en el interior.

Además, los rayos infrarrojos, cuando inciden en una superficie con polvo, no provocan que se queme y, como resultado, no hay olor a polvo quemado. La calidad del calentamiento y la durabilidad del dispositivo dependen del elemento calefactor. Estos dispositivos utilizan un tipo cerámico.

Precio

El precio de estos dispositivos es bastante bajo y accesible para todos los segmentos de la población. Por ejemplo, un quemador de gas cuesta desde 800 rublos. Se puede comprar una estufa completa por 4.000 rublos.

Sauna

¿Qué es una cabina de infrarrojos? Esta es una habitación especial construida con tipos de madera natural (por ejemplo, cedro). En él se instalan emisores de infrarrojos que actúan sobre el árbol.

Durante el calentamiento, se liberan fitoncidas, componentes útiles que previenen el desarrollo o la aparición de hongos y bacterias.

Esta cabina de infrarrojos se llama popularmente sauna. La temperatura del aire dentro de la habitación alcanza los 45ºС, por lo que resulta bastante cómodo estar en ella. Esta temperatura permite que el cuerpo humano se caliente de manera uniforme y profunda. Por tanto, el calor no afecta al sistema cardiovascular. Durante el procedimiento, se eliminan las toxinas y los desechos acumulados, se acelera el metabolismo en el cuerpo (debido al rápido movimiento de la sangre) y los tejidos también se enriquecen con oxígeno. Sin embargo, la sudoración no es la característica principal de una sauna de infrarrojos. Tiene como objetivo mejorar el bienestar.

Impacto en los humanos

Estas premisas tienen un efecto beneficioso sobre el cuerpo humano. Durante el procedimiento, se calientan todos los músculos, tejidos y huesos. La aceleración de la circulación sanguínea afecta el metabolismo, lo que ayuda a saturar los músculos y tejidos con oxígeno. Además, se visita la cabina de infrarrojos para prevenir diversas enfermedades. La mayoría de la gente sólo deja críticas positivas.

Efectos negativos de la radiación infrarroja.

Las fuentes de radiación infrarroja pueden tener no solo efectos positivos en el cuerpo, sino también dañarlo.

Con la exposición prolongada a los rayos, los capilares se expanden, lo que provoca enrojecimiento o quemaduras. Las fuentes de radiación infrarroja causan un daño particular a los órganos de la visión: esta es la formación de cataratas. En algunos casos, una persona experimenta convulsiones.

El cuerpo humano se ve afectado por rayos cortos, lo que provoca un deterioro del estado del cerebro cuando la temperatura del cerebro aumenta varios grados: oscurecimiento de los ojos, mareos, náuseas. Un aumento adicional de la temperatura puede provocar la formación de meningitis.

El deterioro o mejora de la condición se produce debido a la intensidad del campo electromagnético. Se caracteriza por la temperatura y la distancia a la fuente de radiación de energía térmica.

Las ondas largas de radiación infrarroja desempeñan un papel especial en diversos procesos vitales. Los cortos tienen un mayor efecto en el cuerpo humano.

¿Cómo prevenir los efectos nocivos de los rayos infrarrojos?

Como se mencionó anteriormente, la radiación térmica de corta duración tiene un efecto negativo en el cuerpo humano. Veamos ejemplos en los que la radiación IR es peligrosa.

Hoy en día, los calentadores de infrarrojos que emiten temperaturas superiores a los 100ºC pueden resultar perjudiciales para la salud. Entre ellos se encuentran los siguientes:

  • Equipos industriales que emiten energía radiante. Para evitar efectos negativos se debe utilizar ropa especial y elementos de protección térmica, así como tomar medidas preventivas entre el personal de trabajo.
  • Dispositivo de infrarrojos. El calentador más famoso es la estufa. Sin embargo, hace tiempo que dejó de utilizarse. Los calentadores de infrarrojos eléctricos se utilizan cada vez más en apartamentos, casas de campo y casas de campo. Su diseño incluye un elemento calefactor (en forma de espiral), que está protegido por un material especial aislante del calor. Esta exposición a los rayos no daña el cuerpo humano. El aire de la zona calentada no se seca. Puedes calentar la habitación en 30 minutos. Primero, la radiación infrarroja calienta los objetos y luego calienta todo el apartamento.

La radiación infrarroja se utiliza ampliamente en diversos campos, desde la industria hasta la medicina.

Sin embargo, hay que tratarlos con cuidado, ya que los rayos pueden tener efectos negativos en las personas. Todo depende de la longitud de onda y de la distancia al dispositivo calefactor.

Entonces, descubrimos qué fuentes de radiación infrarroja existen.

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Radiación infrarroja- radiación electromagnética, que ocupa la región espectral entre el extremo rojo de la luz visible (con longitud de onda λ = 0,74 μm) y la radiación de microondas (λ ~ 1-2 mm).

Las propiedades ópticas de las sustancias en la radiación infrarroja difieren significativamente de sus propiedades en la radiación visible. Por ejemplo, una capa de agua de varios centímetros es opaca a la radiación infrarroja con λ = 1 μm. La radiación infrarroja constituye la mayor parte de la radiación de las lámparas incandescentes, las lámparas de descarga de gas y aproximadamente el 50% de la radiación del Sol; Algunos láseres emiten radiación infrarroja. Para registrarlo se utilizan receptores térmicos y fotoeléctricos, así como materiales fotográficos especiales.

Ahora toda la gama de radiación infrarroja se divide en tres componentes:

  • región de onda corta: λ = 0,74-2,5 µm;
  • región de onda media: λ = 2,5-50 µm;
  • región de onda larga: λ = 50-2000 µm;

Recientemente, el borde de onda larga de este rango se ha separado en un rango separado e independiente de ondas electromagnéticas: radiación de terahercios(radiación submilimétrica).

La radiación infrarroja también se denomina radiación "térmica", ya que la piel humana percibe la radiación infrarroja de los objetos calentados como una sensación de calor. En este caso, las longitudes de onda emitidas por el cuerpo dependen de la temperatura de calentamiento: cuanto mayor es la temperatura, más corta es la longitud de onda y mayor es la intensidad de la radiación. El espectro de radiación de un cuerpo absolutamente negro a temperaturas relativamente bajas (hasta varios miles de Kelvin) se encuentra principalmente en este rango. La radiación infrarroja es emitida por átomos o iones excitados.

Historia del descubrimiento y características generales.

La radiación infrarroja fue descubierta en 1800 por el astrónomo inglés W. Herschel. Mientras estudiaba el Sol, Herschel buscaba una forma de reducir el calentamiento del instrumento con el que realizaba las observaciones. Utilizando termómetros para determinar los efectos de diferentes partes del espectro visible, Herschel descubrió que el "máximo de calor" se encuentra detrás del color rojo saturado y, posiblemente, "más allá de la refracción visible". Este estudio marcó el comienzo del estudio de la radiación infrarroja.

Hasta ahora, las fuentes de radiación infrarroja de laboratorio eran exclusivamente cuerpos calientes o descargas eléctricas en gases. Hoy en día se han creado modernas fuentes de radiación infrarroja con frecuencia ajustable o fija basadas en láseres de estado sólido y de gas molecular. Para registrar la radiación en la región del infrarrojo cercano (hasta ~1,3 μm), se utilizan placas fotográficas especiales. Los detectores fotoeléctricos y los fotorresistores tienen un rango de sensibilidad más amplio (hasta aproximadamente 25 micrones). La radiación en la región del infrarrojo lejano se registra mediante bolómetros, detectores sensibles al calentamiento por radiación infrarroja.

Los equipos de infrarrojos se utilizan ampliamente tanto en tecnología militar (por ejemplo, para guía de misiles) como en tecnología civil (por ejemplo, en sistemas de comunicación de fibra óptica). Los espectrómetros de infrarrojos utilizan lentes y prismas o rejillas de difracción y espejos como elementos ópticos. Para eliminar la absorción de radiación en el aire, los espectrómetros para la región del IR lejano se fabrican en versión de vacío.

Dado que los espectros infrarrojos están asociados con movimientos de rotación y vibración en la molécula, así como con transiciones electrónicas en átomos y moléculas, la espectroscopia IR permite obtener información importante sobre la estructura de átomos y moléculas, así como sobre la estructura de bandas de los cristales.

Solicitud

Medicamento

Los rayos infrarrojos se utilizan en fisioterapia.

Mando a distancia

Los diodos y fotodiodos infrarrojos se utilizan ampliamente en controles remotos, sistemas de automatización, sistemas de seguridad, algunos teléfonos móviles (puerto de infrarrojos), etc. Los rayos infrarrojos no distraen la atención humana debido a su invisibilidad.

Curiosamente, la radiación infrarroja de un mando a distancia doméstico se registra fácilmente con una cámara digital.

al pintar

Los emisores de infrarrojos se utilizan en la industria para secar superficies pintadas. El método de secado por infrarrojos tiene importantes ventajas sobre el método tradicional de convección. En primer lugar, se trata, por supuesto, de un efecto económico. La velocidad y la energía consumidas durante el secado por infrarrojos son menores que los mismos indicadores con los métodos tradicionales.

Esterilización de alimentos

La radiación infrarroja se utiliza para esterilizar productos alimenticios con fines de desinfección.

Agente anticorrosión

Los rayos infrarrojos se utilizan para prevenir la corrosión de las superficies recubiertas con barniz.

Industria alimentaria

Una característica especial del uso de la radiación IR en la industria alimentaria es la posibilidad de penetración de una onda electromagnética en productos porosos capilares como cereales, cereales, harina, etc., hasta una profundidad de hasta 7 mm. Este valor depende de la naturaleza de la superficie, estructura, propiedades del material y características de frecuencia de la radiación. Una onda electromagnética de un cierto rango de frecuencia tiene no solo un efecto térmico, sino también biológico en el producto, ayudando a acelerar las transformaciones bioquímicas en los polímeros biológicos (almidón, proteínas, lípidos). Las cintas transportadoras de secado se pueden utilizar con éxito para almacenar cereales en graneros y en la industria de molienda de harina.

Además, la radiación infrarroja es muy utilizada para calentar espacios interiores y exteriores. Los calentadores infrarrojos se utilizan para organizar la calefacción adicional o principal de habitaciones (casas, apartamentos, oficinas, etc.), así como para la calefacción local de espacios exteriores (cafés al aire libre, cenadores, terrazas).

La desventaja es que el calentamiento es mucho más desigual, algo completamente inaceptable en muchos procesos tecnológicos.

Comprobar la autenticidad del dinero

Un emisor de infrarrojos se utiliza en dispositivos para comprobar dinero. Aplicadas sobre el billete como uno de los elementos de seguridad, las tintas metaméricas especiales se pueden ver exclusivamente en el rango de infrarrojos. Los detectores de moneda por infrarrojos son los dispositivos más libres de errores para comprobar la autenticidad del dinero. Aplicar marcas infrarrojas a un billete, a diferencia de las ultravioletas, resulta caro para los falsificadores y, por tanto, no es económicamente rentable. Por lo tanto, los detectores de billetes con emisor de infrarrojos incorporado son, con diferencia, la protección más fiable contra la falsificación.

Peligro para la salud

La fuerte radiación infrarroja en áreas calientes puede causar daño a los ojos. Es más peligroso cuando la radiación no va acompañada de luz visible. En esos lugares es necesario utilizar protección ocular especial.

Ver también

Otros métodos de transferencia de calor

Métodos para registrar (grabar) espectros IR.

Notas

Campo de golf

La radiación infrarroja es un tipo natural de radiación. Cada persona está expuesta a él todos los días. Una gran parte de la energía del sol llega a nuestro planeta en forma de rayos infrarrojos. Sin embargo, en el mundo moderno existen muchos dispositivos que utilizan radiación infrarroja. Puede afectar al cuerpo humano de varias maneras. Esto depende en gran medida del tipo y finalidad de uso de estos mismos dispositivos.

Qué es

La radiación infrarroja, o rayos IR, es un tipo de radiación electromagnética que ocupa la región espectral desde la luz visible roja (que tiene una longitud de onda característica de 0,74 micrones) hasta la radiación de radio de onda corta (con una longitud de onda de 1-2 mm). Esta es una región bastante amplia del espectro, por lo que se divide en tres regiones:

  • cerca (0,74 - 2,5 µm);
  • medio (2,5 - 50 micrones);
  • largo alcance (50-2000 micras).

Historia del descubrimiento

En 1800, un científico inglés, W. Herschel, observó que en la parte invisible del espectro solar (más allá de la luz roja) la temperatura del termómetro aumenta. Posteriormente se demostró la subordinación de la radiación infrarroja a las leyes de la óptica y se llegó a una conclusión sobre su relación con la luz visible.

Gracias a los trabajos del físico soviético A. A. Glagoleva-Arkadyeva, quien en 1923 recibió ondas de radio con λ = 80 micrones (rango IR), se demostró experimentalmente la existencia de una transición continua de la radiación visible a la radiación IR y las ondas de radio. Así, se llegó a una conclusión sobre su naturaleza electromagnética común.

Casi todo en la naturaleza es capaz de emitir longitudes de onda correspondientes al espectro infrarrojo, por lo que el cuerpo humano no es una excepción. Todos sabemos que todo lo que nos rodea está formado por átomos e iones, incluso los humanos. Y estas partículas excitadas son capaces de emitir. Pueden entrar en un estado excitado bajo la influencia de varios factores, por ejemplo, descargas eléctricas o cuando se calientan. Así, en el espectro de emisión de la llama de una estufa de gas hay una banda con λ = 2,7 μm para las moléculas de agua y con λ = 4,2 μm para el dióxido de carbono.

Ondas IR en la vida cotidiana, la ciencia y la industria

Al utilizar determinados dispositivos en casa y en el trabajo, rara vez nos preguntamos sobre el efecto de la radiación infrarroja en el cuerpo humano. Mientras tanto, los calentadores de infrarrojos son bastante populares hoy en día. Lo que los diferencia fundamentalmente de los radiadores y convectores de aceite es su capacidad de calentar no el aire directamente, sino todos los objetos que se encuentran en la habitación. Es decir, los muebles, suelos y paredes se calientan primero y luego liberan su calor a la atmósfera. Al mismo tiempo, la radiación infrarroja también afecta a los organismos: los humanos y sus mascotas.

Los rayos IR también se utilizan ampliamente en la transmisión de datos y el control remoto. Muchos teléfonos móviles tienen puertos de infrarrojos para compartir archivos entre ellos. Y todos los controles remotos de aires acondicionados, sistemas estéreo, televisores y algunos juguetes infantiles controlados también utilizan rayos electromagnéticos en el rango de infrarrojos.

El uso de rayos IR en el ejército y la astronáutica.

Los rayos infrarrojos son más importantes para las industrias aeroespacial y militar. Se crean varios binoculares, miras, etc. sobre la base de fotocátodos con sensibilidad a la radiación infrarroja (hasta 1,3 micrones). Permiten, al mismo tiempo que irradian objetos con radiación infrarroja, apuntar u observar en absoluta oscuridad.

Gracias a los receptores de rayos infrarrojos altamente sensibles creados, fue posible la producción de misiles guiados. Los sensores en su cabeza reaccionan a la radiación infrarroja del objetivo, cuya temperatura suele ser más alta que la del entorno, y dirigen el misil hacia el objetivo. La detección de piezas calientes de barcos, aviones y tanques mediante radiogoniómetros térmicos se basa en el mismo principio.

Los localizadores y telémetros por infrarrojos pueden detectar varios objetos en completa oscuridad y medir la distancia hasta ellos. Para las comunicaciones espaciales y terrestres de larga distancia se utilizan dispositivos especiales que emiten en la región infrarroja.

Radiación infrarroja en actividades científicas.

Uno de los más comunes es el estudio de los espectros de emisión y absorción en la región IR. Se utiliza para estudiar las características de las capas electrónicas de los átomos, para determinar las estructuras de todo tipo de moléculas y, además, en el análisis cualitativo y cuantitativo de mezclas de diversas sustancias.

Debido a las diferencias en los coeficientes de dispersión, transmitancia y reflexión de los cuerpos en los rayos visibles e infrarrojos, las fotografías tomadas en diferentes condiciones son ligeramente diferentes. Las fotografías tomadas en infrarrojos suelen mostrar más detalles. Estas imágenes se utilizan ampliamente en astronomía.

Estudiando el efecto de los rayos IR en el cuerpo.

Los primeros datos científicos sobre los efectos de la radiación infrarroja en el cuerpo humano se remontan a los años 60. El autor de la investigación es el médico japonés Tadashi Ishikawa. Durante sus experimentos pudo comprobar que los rayos infrarrojos tienden a penetrar profundamente en el cuerpo humano. En este caso se producen procesos de termorregulación, similares a la reacción al estar en una sauna. Sin embargo, la sudoración comienza a una temperatura ambiente más baja (aproximadamente 50 ° C) y el calentamiento de los órganos internos se produce mucho más profundamente.

Durante tal calentamiento, aumenta la circulación sanguínea, los vasos de los órganos respiratorios, el tejido subcutáneo y la piel se dilatan. Sin embargo, la exposición prolongada a la radiación infrarroja de una persona puede provocar un golpe de calor y la radiación infrarroja intensa provoca quemaduras de diversos grados.

Protección infrarroja

Existe una pequeña lista de medidas destinadas a reducir el peligro de exposición a la radiación infrarroja en el cuerpo humano:

  1. Reducir la intensidad de la radiación. Esto se logra mediante la selección de equipos tecnológicos adecuados, el reemplazo oportuno de los obsoletos y su diseño racional.
  2. Retirar a los trabajadores de la fuente de radiación. Si la línea de producción lo permite, se debe preferir el control remoto de la misma.
  3. Instalación de mamparas protectoras en la fuente o lugar de trabajo. Estas vallas se pueden disponer de dos formas para reducir el impacto de la radiación infrarroja en el cuerpo humano. En el primer caso deben reflejar las ondas electromagnéticas, y en el segundo deben retrasarlas y convertir la energía de la radiación en energía térmica para luego eliminarla. Debido a que las pantallas protectoras no deben privar a los especialistas de la oportunidad de monitorear los procesos que ocurren en la producción, pueden ser transparentes o translúcidas. Para ello, los materiales elegidos son silicato o vidrio de cuarzo, además de mallas y cadenas metálicas.
  4. Aislamiento térmico o refrigeración de superficies calientes. El objetivo principal del aislamiento térmico es reducir el riesgo de que los trabajadores sufran diversas quemaduras.
  5. Equipo de protección personal(ropa especial variada, gafas con filtros incorporados, escudos).
  6. Medidas preventivas. Si durante las acciones anteriores el nivel de exposición del cuerpo a la radiación infrarroja sigue siendo suficientemente alto, entonces se debe seleccionar un régimen de trabajo y descanso adecuado.

Beneficios para el cuerpo humano

La radiación infrarroja que afecta al cuerpo humano mejora la circulación sanguínea debido a la vasodilatación y una mejor saturación de órganos y tejidos con oxígeno. Además, un aumento de la temperatura corporal tiene un efecto analgésico debido al efecto de los rayos sobre las terminaciones nerviosas de la piel.

Se observó que las operaciones quirúrgicas realizadas bajo la influencia de la radiación infrarroja tienen una serie de ventajas:

  • El dolor después de la cirugía es algo más fácil de soportar;
  • La regeneración celular ocurre más rápido;
  • La influencia de la radiación infrarroja en una persona permite evitar el enfriamiento de los órganos internos al realizar una cirugía en cavidades abiertas, lo que reduce el riesgo de desarrollar shock.

En pacientes con quemaduras, la radiación infrarroja permite eliminar la necrosis, así como realizar la autoplastia en una etapa más temprana. Además, se reduce la duración de la fiebre, la anemia y la hipoproteinemia son menos pronunciadas y se reduce la frecuencia de complicaciones.

Se ha demostrado que la radiación IR puede debilitar el efecto de algunos pesticidas al aumentar la inmunidad inespecífica. Muchos de nosotros conocemos el tratamiento de la rinitis y algunas otras manifestaciones de los resfriados con lámparas IR azules.

Daño a los humanos

Vale la pena señalar que el daño de la radiación infrarroja al cuerpo humano también puede ser muy significativo. Los casos más evidentes y habituales son las quemaduras cutáneas y la dermatitis. Pueden ocurrir cuando se exponen durante demasiado tiempo a ondas débiles del espectro infrarrojo o durante una irradiación intensa. Si hablamos de procedimientos médicos, es raro, pero aún así, con un tratamiento inadecuado se producen golpes de calor, astenia y exacerbación del dolor.

Uno de los problemas modernos son las quemaduras en los ojos. Los más peligrosos para ellos son los rayos IR con longitudes de onda en el rango de 0,76 a 1,5 micrones. Bajo su influencia, el cristalino y el humor acuoso se calientan, lo que puede provocar diversos trastornos. Una de las consecuencias más comunes es la fotofobia. Los niños que juegan con punteros láser y los soldadores que descuidan el equipo de protección personal deben recordar esto.

Rayos IR en medicina.

El tratamiento con radiación infrarroja puede ser local o general. En el primer caso se realiza un efecto local en una zona concreta del cuerpo, y en el segundo, todo el cuerpo queda expuesto a los rayos. El curso del tratamiento depende de la enfermedad y puede oscilar entre 5 y 20 sesiones de 15 a 30 minutos cada una. Al realizar los procedimientos es obligatorio el uso de equipo de protección. Para mantener la salud ocular se utilizan fundas o vasos especiales de cartón.

Después del primer procedimiento, aparece enrojecimiento con límites poco claros en la superficie de la piel, que desaparece después de aproximadamente una hora.

Acción de los emisores de infrarrojos.

Dada la disponibilidad de muchos dispositivos médicos, la gente los compra para uso individual. Sin embargo, hay que recordar que dichos dispositivos deben cumplir requisitos especiales y utilizarse respetando las normas de seguridad. Pero lo principal es que es importante comprender que, como cualquier dispositivo médico, los emisores de ondas infrarrojas no se pueden utilizar para una serie de enfermedades.

La influencia de la radiación infrarroja en el cuerpo humano.
Longitud de onda, µm Acción útil
9,5 micras Efecto inmunocorrector en estados de inmunodeficiencia provocados por el ayuno, intoxicaciones por tetracloruro de carbono y uso de inmunosupresores. Conduce a la restauración de niveles normales de inmunidad celular.
16,25 micras Acción antioxidante. Se lleva a cabo mediante la formación de radicales libres a partir de superóxidos e hidroperóxidos y su recombinación.
8,2 y 6,4 µm Efecto antibacteriano y normalización de la microflora intestinal debido a la influencia en el proceso de síntesis de hormonas prostaglandinas, lo que conduce a un efecto de inmunomodelación.
22,5 micras Conduce a la transferencia de muchos compuestos insolubles, como coágulos sanguíneos y placas ateroscleróticas, a un estado soluble, lo que permite su eliminación del cuerpo.

Por lo tanto, un especialista calificado, un médico experimentado, debe seleccionar el curso de la terapia. Dependiendo de la longitud de las ondas infrarrojas emitidas, los dispositivos pueden usarse para diferentes propósitos.