Possiamo farlo? No.

Siamo tutti abituati al fatto che i fiori sono rossi, le superfici nere non riflettono la luce, la Coca-Cola è opaca, un saldatore caldo non può illuminare nulla come una lampadina e i frutti possono essere facilmente distinti dal loro colore. Ma immaginiamo per un momento di poter vedere non solo la gamma visibile (ih ih), ma anche il vicino infrarosso. La luce nel vicino infrarosso non è affatto ciò che può essere visto in . È più vicino alla luce visibile che alla radiazione termica. Ma ha un numero caratteristiche interessanti- spesso gli oggetti completamente opachi nel campo visibile sono perfettamente visibili nella luce infrarossa - un esempio nella prima foto.
La superficie nera della tessera è trasparente all'IR e, utilizzando una telecamera con un filtro rimosso dalla matrice, è possibile vedere parte della tavola e un elemento riscaldante.

Per cominciare, una piccola digressione. Ciò che chiamiamo luce visibile- solo una stretta striscia di radiazione elettromagnetica.
Ad esempio, ho trovato questa immagine da Wikipedia:


Semplicemente non vediamo nulla oltre questa piccola parte dello spettro. E le fotocamere realizzate dalle persone vengono inizialmente castrate per ottenere la somiglianza con una fotografia e visione umana. La matrice della fotocamera è in grado di vedere lo spettro infrarosso, ma un filtro speciale (chiamato Hot-mirror) rimuove questa capacità, altrimenti le immagini appariranno alquanto insolite all'occhio umano. Ma se rimuovi questo filtro...

Telecamera

Il soggetto del test era un telefono cinese, originariamente destinato alla revisione. Sfortunatamente, si è scoperto che la sua parte radio era gravemente difettosa: riceveva o non riceveva chiamate. Ovviamente non ne ho scritto, ma i cinesi non volevano inviare un sostituto o riprenderlo. Quindi è rimasto con me.
Smontiamo il telefono:


Tiriamo fuori la macchina fotografica. Utilizzando un saldatore e un bisturi, separare attentamente il meccanismo di messa a fuoco (in alto) dalla matrice.

La matrice dovrebbe avere un sottile pezzo di vetro, possibilmente con una tinta verdastra o rossastra. Se non c'è, guarda la parte con la “lente”. Se non c'è neanche lì, molto probabilmente è tutto brutto: è spruzzato sulla matrice o su uno degli obiettivi e rimuoverlo sarà più problematico che trovare una normale fotocamera.
Se è lì, dobbiamo rimuoverlo il più attentamente possibile senza danneggiare la matrice. Mi si è rotto e ho dovuto soffiare via i frammenti di vetro dalla matrice per molto tempo.

Sfortunatamente ho perso le mie foto, quindi ti mostrerò una foto dal suo blog, che faceva la stessa cosa, ma con una webcam.


Quella scheggia di vetro nell'angolo è proprio il filtro. Era filtro.

Rimettiamo tutto insieme, tenendo conto che se modifichi lo spazio tra l'obiettivo e la matrice, la fotocamera non sarà in grado di mettere a fuoco correttamente: ti ritroverai con una fotocamera miope o presbite. Mi ci sono volute tre volte per montare e smontare la fotocamera per far funzionare correttamente il meccanismo di messa a fuoco automatica.

Ora puoi finalmente assemblare il tuo telefono e iniziare ad esplorare questo nuovo mondo!

Vernici e sostanze

La Coca-Cola divenne improvvisamente traslucida. La luce della strada penetra attraverso la bottiglia e anche gli oggetti nella stanza sono visibili attraverso il vetro.

Il mantello è passato dal nero al rosa! Bene, tranne i pulsanti.

Anche la parte nera del cacciavite è diventata più chiara. Ma sul telefono, solo l'anello del joystick ha subito questa sorte; il resto della parte è ricoperto da una vernice diversa che non riflette gli infrarossi. Lo stesso vale per la plastica del dock del telefono sullo sfondo.

Le compresse virano dal verde al lilla.

Anche entrambe le sedie dell'ufficio sono passate dal nero gotico a quelle dai colori strani.

L'ecopelle è rimasta nera, ma il tessuto è risultato rosa.

Lo zaino (è sullo sfondo della foto precedente) è peggiorato ancora: è diventato quasi tutto lilla.

Proprio come una borsa fotografica. E la copertina dell'e-book

Il passeggino è passato dal blu al viola previsto. E la striscia riflettente, chiaramente visibile in una normale fotocamera, non è affatto visibile nell'IR.

La vernice rossa, essendo vicina alla parte dello spettro di cui abbiamo bisogno, riflette la luce rossa e cattura anche parte dell'IR. Di conseguenza, il colore rosso diventa notevolmente più chiaro.

Inoltre, tutta la vernice rossa ha questa proprietà, che ho notato.

Fuoco e temperatura

Una sigaretta appena accesa appare come un punto molto luminoso nell'IR. Di notte le persone stanno alla fermata dell'autobus con le sigarette e le loro estremità illuminano i loro volti.

Un accendino, la cui luce in una normale fotografia è abbastanza paragonabile all'illuminazione di fondo in modalità IR, ha bloccato i pietosi sforzi delle lanterne sulla strada. Lo sfondo non è nemmeno visibile nella foto: la fotocamera intelligente ha rilevato il cambiamento di luminosità, riducendo l'esposizione.

Una volta riscaldato, il saldatore si illumina come una piccola lampadina. E nella modalità di mantenimento della temperatura ha una luce rosa tenue. E dicono anche che la saldatura non è per ragazze!

Il bruciatore sembra quasi lo stesso, tranne per il fatto che la torcia è un po' più lontana (alla fine la temperatura scende abbastanza rapidamente e ad un certo punto smette di brillare nella luce visibile, ma brilla ancora nell'IR).

Ma se riscaldi una bacchetta di vetro con una torcia, il vetro inizierà a brillare in modo abbastanza intenso nell'IR e la bacchetta fungerà da guida d'onda (punta luminosa)

Inoltre, il bastoncino si illuminerà per un periodo piuttosto lungo anche dopo l'arresto del riscaldamento

E l'asciugacapelli ad aria calda generalmente sembra una torcia con una rete.

Lampade e luce

La lettera M all'ingresso della metropolitana è molto più luminosa: utilizza ancora lampade a incandescenza. Ma il cartello con il nome della stazione non ha quasi cambiato luminosità: ciò significa che ci sono lampade fluorescenti.

Di notte il cortile sembra un po' strano: l'erba è lilla e molto più chiara. Laddove la fotocamera non riesce più a farcela nel campo visibile ed è costretta ad aumentare gli ISO (grana nella parte superiore), una fotocamera senza filtro IR ha abbastanza luce in più.

Questa foto mostra una situazione divertente - lo stesso albero è illuminato da due lanterne con lampade diverse - a sinistra con una lampada NL (lampione arancione), e a destra con una lampada a LED. Il primo ha l'IR nel suo spettro di emissione, e quindi nella fotografia il fogliame sottostante appare viola chiaro.


Ma il LED non ha IR, ma solo luce visibile (pertanto, le lampade a LED sono più efficienti dal punto di vista energetico: l'energia non viene sprecata emettendo radiazioni non necessarie, che una persona comunque non vedrà). Quindi il fogliame deve riflettere ciò che c'è.

E se guardi la casa la sera, noterai che le diverse finestre hanno tonalità diverse: alcune sono viola brillante, mentre altre sono gialle o bianche. Negli appartamenti le cui finestre si illuminano di viola (freccia blu) vengono ancora utilizzate lampade a incandescenza: la spirale calda brilla su tutti in modo uniforme attraverso l'intero spettro, catturando sia la gamma UV che quella IR. Utilizzato negli ingressi lampade a risparmio energetico luce bianca fredda (freccia verde) e in alcuni appartamenti - luce fluorescente calda (freccia gialla).

Alba. Solo l'alba.

Tramonto. Solo il tramonto. L'intensità della luce solare non è sufficiente per le ombre, ma nella gamma degli infrarossi (forse a causa delle diverse rifrazioni della luce con diverse lunghezze d'onda, o a causa della permeabilità dell'atmosfera) le ombre sono chiaramente visibili.

Interessante. Nel nostro corridoio, una lampada si spense e c'era pochissima luce, ma la seconda no. Nella luce infrarossa è il contrario: una lampada morta brilla molto più luminosa di una viva.

Citofono. Più precisamente, la cosa accanto a lui, che ha telecamere e una retroilluminazione che si accende al buio. È così luminoso che è visibile anche con una normale fotocamera, ma per una fotocamera a infrarossi è quasi un riflettore.

La retroilluminazione può essere attivata durante il giorno coprendo il sensore di luce con il dito.

Illuminazione CCTV. La fotocamera stessa non aveva retroilluminazione, quindi era fatta di merda e bastoncini. Non è molto luminosa perché è stata scattata di giorno.

Vivi la natura

Il kiwi peloso e il lime verde hanno quasi lo stesso colore.

Le mele verdi sono diventate gialle e le mele rosse sono diventate lilla brillante!

I peperoni bianchi sono diventati gialli. E i soliti cetrioli verdi sembrano una specie di frutto alieno.

I fiori luminosi sono diventati quasi monocromatici:

Il fiore è quasi dello stesso colore dell'erba circostante.

E le bacche luminose sul cespuglio sono diventate molto difficili da vedere nel fogliame.

Che dire delle bacche? Anche il fogliame multicolore è diventato monocromatico.

Insomma, non è più possibile scegliere la frutta in base al colore. Dovrai chiedere al venditore, ha una vista normale.

Ma perché nelle fotografie è tutto rosa?

Per rispondere a questa domanda dovremo ricordare la struttura della matrice della fotocamera. Ho rubato di nuovo l'immagine da Wikipedia.


Questo è un filtro Bayer: una serie di filtri colorati in tre colori differenti, situato sopra la matrice. La matrice percepisce l'intero spettro allo stesso modo e solo i filtri aiutano a creare un'immagine a colori.
Ma i filtri trasmettono lo spettro infrarosso in modo diverso: quelli blu e rossi trasmettono di più e quelli verdi meno. La fotocamera pensa che invece della radiazione infrarossa, la luce normale colpisce la matrice e cerca di formare un'immagine a colori. Nelle fotografie in cui la luminosità della radiazione IR è minima, i colori normali continuano ad emergere: nelle fotografie si possono vedere sfumature di colori. E dove la luminosità è elevata, ad esempio in strada sole luminoso- L'IR colpisce la matrice esattamente nella proporzione che lasciano passare i filtri e che forma il rosa o viola, travolgendo tutte le altre informazioni sul colore con la sua luminosità.
Se fotografi con un filtro sull'obiettivo, la proporzione dei colori sarà diversa. Ad esempio questo:


Ho trovato questa immagine nella comunità ru-infrared.livejournal.com
Ci sono anche un sacco di foto scattate nella gamma degli infrarossi. Il verde su di essi è bianco perché il BB è posizionato proprio lungo il fogliame.

Ma perché le piante risultano così luminose?

In realtà ci sono due domande a questa domanda: perché i verdi sembrano brillanti e perché i frutti sembrano brillanti.
Il verde è brillante perché nella parte infrarossa dello spettro l'assorbimento è minimo (e la riflessione è massima, come mostra il grafico):

La colpa è della clorofilla. Ecco il suo spettro di assorbimento:

Molto probabilmente, ciò è dovuto al fatto che la pianta si protegge dalle radiazioni ad alta energia, regolando i suoi spettri di assorbimento in modo tale da ricevere energia per l'esistenza e non essere seccata dal sole troppo generoso.

E questo è lo spettro di radiazione del sole (più precisamente, quella parte dello spettro solare che arriva superficie terrestre):

Perché la frutta ha un aspetto brillante?

I frutti nella buccia spesso non contengono clorofilla, ma riflettono comunque l'IR. Ciò è responsabile di una sostanza chiamata cera epicuticolare, lo stesso rivestimento bianco su cetrioli e prugne. A proposito, se cerchi su Google “rivestimento bianco sulle prugne”, i risultati saranno tutt’altro che questo.
Il significato è più o meno lo stesso: è necessario preservare il colore, che può essere fondamentale per la sopravvivenza, e non permettere al sole di seccare il frutto mentre è ancora sull'albero. Le prugne secche sugli alberi sono, ovviamente, eccellenti, ma non si adattano affatto progetti di vita impianti.

Ma accidenti, perché la granceola?

Non importa quanto ho cercato quali animali vedono la gamma degli infrarossi, mi sono imbattuto solo in granchi mantidi (stomatopodi). Queste sono le zampe:

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Informazioni sulla radiazione infrarossa

Dalla storia dello studio della radiazione infrarossa

La radiazione infrarossa o la radiazione termica non sono una scoperta del 20° o 21° secolo. La radiazione infrarossa fu scoperta nel 1800 da un astronomo inglese W.Herschel. Scoprì che il "calore massimo" si trova oltre il colore rosso della radiazione visibile. Questo studio segnò l'inizio dello studio della radiazione infrarossa. Molti scienziati famosi si sono impegnati nello studio di quest'area. Questi sono nomi come: fisico tedesco Guglielmo Vienna(Legge di Wien), fisico tedesco Max Planck(Formula e costante di Planck), scienziato scozzese John Leslie(dispositivo per la misurazione della radiazione termica - cubo di Leslie), fisico tedesco Gustav Kirchoff(Legge sulle radiazioni di Kirchhoff), fisico e matematico austriaco Giuseppe Stefano e fisico austriaco Stefan Ludwig Boltzmann(Legge di Stefan-Boltzmann).

L'uso e l'applicazione delle conoscenze sulla radiazione termica nei moderni apparecchi di riscaldamento sono venuti alla ribalta solo negli anni '50. Nell'URSS, la teoria del riscaldamento radiante è stata sviluppata nelle opere di G. L. Polyak, S. N. Shorin, M. I. Kissin, A. A. Sander. Dal 1956, molti libri tecnici su questo argomento sono stati scritti o tradotti in russo nell'URSS ( bibliografia). A causa dei cambiamenti nel costo delle risorse energetiche e nella lotta per l'efficienza energetica e il risparmio energetico, i moderni riscaldatori a infrarossi sono ampiamente utilizzati nel riscaldamento di edifici domestici e industriali.

Radiazione solare - radiazione infrarossa naturale

Il riscaldatore a infrarossi naturale più famoso e significativo è il Sole. In effetti, è naturale e il metodo di riscaldamento più avanzato, noto all'umanità. Entro sistema solare Il sole è la fonte più potente di radiazione termica che determina la vita sulla Terra. Ad una temperatura superficiale solare di ca 6000K la massima radiazione si verifica a 0,47 µm(corrisponde al bianco-giallastro). Il sole si trova a una distanza di molti milioni di chilometri da noi, tuttavia ciò non gli impedisce di trasmettere energia attraverso tutto questo vasto spazio, praticamente senza consumarla (energia), senza riscaldarla (spazio). Il motivo è che i raggi infrarossi solari viaggiano molto nello spazio e non hanno praticamente alcuna perdita di energia. Quando si incontra una qualsiasi superficie sul percorso dei raggi, la loro energia, essendo assorbita, si trasforma in calore. La Terra, colpita dai raggi solari, e gli altri oggetti colpiti anch'essi dai raggi solari vengono riscaldati direttamente. E la terra e altri oggetti riscaldati dal Sole, a loro volta, cedono calore all'aria che ci circonda, riscaldandola così.

Sia la potenza della radiazione solare sulla superficie terrestre che la sua composizione spettrale dipendono in modo più significativo dall'altezza del Sole sopra l'orizzonte. Diverse componenti dello spettro solare attraversano l'atmosfera terrestre in modo diverso.
Sulla superficie terrestre, lo spettro della radiazione solare ha una forma più complessa, associata all'assorbimento nell'atmosfera. In particolare non contiene la parte ad alta frequenza delle radiazioni ultraviolette, dannose per gli organismi viventi. Sul confine esterno atmosfera terrestre, il flusso di energia radiante proveniente dal Sole è 1370 W/m²; (costante solare) e la radiazione massima si verifica a λ=470 nm(Colore blu). Il flusso che raggiunge la superficie terrestre è significativamente inferiore a causa dell'assorbimento nell'atmosfera. Al massimo condizioni favorevoli(il sole è allo zenit) non supera 1120 W/m²; (a Mosca, nel momento del solstizio d'estate - 930 W/m²), e la radiazione massima si verifica a λ=555 nm(verde-giallo), che corrisponde alla migliore sensibilità degli occhi e solo un quarto di questa radiazione si verifica nella regione delle radiazioni a onde lunghe, compresa la radiazione secondaria.

Tuttavia, la natura dell’energia radiante solare è molto diversa dall’energia radiante emessa dai riscaldatori a infrarossi utilizzati per il riscaldamento degli ambienti. L'energia della radiazione solare è costituita da onde elettromagnetiche, le cui proprietà fisiche e biologiche differiscono significativamente dalle proprietà delle onde elettromagnetiche emanate dai tradizionali riscaldatori a infrarossi, in particolare, le proprietà battericide e curative (elioterapiche) della radiazione solare sono completamente assenti dalle sorgenti di radiazioni a basse temperature. Eppure i riscaldatori a infrarossi forniscono lo stesso effetto termico, come il Sole, essendo la più comoda ed economica tra tutte le possibili fonti di calore.

La natura dei raggi infrarossi

Eccezionale fisico tedesco Max Planck, studiando la radiazione termica (radiazione infrarossa), ne scoprì la natura atomica. Radiazione termica- è la radiazione elettromagnetica emessa da corpi o sostanze e da essa derivante Energia interna, dovuto al fatto che gli atomi di un corpo o di una sostanza si muovono più velocemente sotto l'influenza del calore e, nel caso di un materiale solido, vibrano più velocemente rispetto allo stato di equilibrio. Durante questo movimento gli atomi si scontrano e quando si scontrano vengono eccitati da un urto seguito dall'emissione di onde elettromagnetiche.
Tutti gli oggetti emettono e assorbono continuamente energia elettromagnetica. Questa radiazione è una conseguenza del continuo movimento delle particelle elementari cariche all'interno della materia. Una delle leggi fondamentali della classicità teoria elettromagnetica afferma che una particella carica che si muove con accelerazione emette energia. Radiazioni elettromagnetiche(onde elettromagnetiche) è un disturbo del campo elettromagnetico che si propaga nello spazio, cioè un segnale elettromagnetico periodico variabile nel tempo nello spazio costituito da campi elettrici e magnetici. Questa è la radiazione termica. La radiazione termica contiene campi elettromagnetici di varie lunghezze d'onda. Poiché gli atomi si muovono a qualsiasi temperatura, tutti i corpi si trovano a qualsiasi temperatura maggiore della temperatura dello zero assoluto (-273°С), emettono calore. L'energia delle onde elettromagnetiche della radiazione termica, cioè l'intensità della radiazione, dipende dalla temperatura del corpo, dalla sua struttura atomica e molecolare, nonché dallo stato della superficie del corpo. La radiazione termica si verifica a tutte le lunghezze d'onda, dalla più breve alla più lunga, ma solo la radiazione termica che possiede significato pratico, che rientra nell'intervallo di lunghezze d'onda: λ = 0,38 – 1000 µm(nelle parti visibili e infrarosse dello spettro elettromagnetico). Tuttavia, non tutta la luce ha le caratteristiche della radiazione termica (ad esempio la luminescenza), pertanto solo lo spettro infrarosso può essere considerato come la gamma principale della radiazione termica (λ = 0,78 – 1000 µm). Puoi anche fare un'aggiunta: una sezione con una lunghezza d'onda λ = 100 – 1000 µm, dal punto di vista del riscaldamento - non interessante.

Pertanto, la radiazione termica è una delle forme di radiazione elettromagnetica che nasce dall'energia interna del corpo e ha uno spettro continuo, cioè fa parte della radiazione elettromagnetica, la cui energia, una volta assorbita, provoca un effetto termico . La radiazione termica è insita in tutti i corpi.

Tutti i corpi che hanno una temperatura superiore allo zero assoluto (-273°C), anche se non brillano di luce visibile, sono sorgente di raggi infrarossi ed emettono uno spettro infrarosso continuo. Ciò significa che la radiazione contiene onde con tutte le frequenze senza eccezioni, ed è completamente inutile parlare di radiazione su un'onda particolare.

Le principali aree convenzionali della radiazione infrarossa

Oggi non esiste una classificazione unificata per dividere la radiazione infrarossa nelle sue aree componenti (aree). Nella letteratura tecnica di destinazione esistono più di una dozzina di schemi per dividere la regione della radiazione infrarossa in aree componenti e differiscono tutti l'uno dall'altro. Poiché tutti i tipi di radiazione elettromagnetica termica sono della stessa natura, la classificazione della radiazione in base alla lunghezza d'onda in base all'effetto che produce è solo condizionata ed è determinata principalmente dalle differenze nella tecnologia di rilevamento (tipo di sorgente di radiazione, tipo di misuratore, sua sensibilità, ecc.) e nella tecnica di misura delle radiazioni. Anche matematicamente, utilizzando formule (Planck, Wien, Lambert, ecc.), è impossibile determinare i confini esatti delle regioni. Per determinare la lunghezza d'onda (massima radiazione) esistono due diverse formule (temperatura e frequenza) che danno risultati diversi, con una differenza di circa 1,8 volte (questa è la cosiddetta legge di spostamento di Wien) e inoltre, tutti i calcoli sono fatti per un CORPO ASSOLUTAMENTE NERO (oggetto idealizzato), che non esiste nella realtà. I corpi reali presenti in natura non obbediscono a queste leggi e, in un modo o nell'altro, si discostano da esse. Le informazioni sono state prese dalla società ESSO dalla letteratura tecnica di scienziati russi e stranieri" data-lightbox="image26" href="images/26.jpg" title="Espandi le aree di radiazione infrarossa">!}
La radiazione dei corpi reali dipende da una serie di caratteristiche specifiche del corpo (condizioni superficiali, microstruttura, spessore dello strato, ecc.). Questo è anche il motivo per cui fonti diverse indicano valori completamente diversi per i confini delle regioni di radiazione. Tutto ciò suggerisce che la temperatura debba essere utilizzata per descrivere la radiazione elettromagnetica con grande attenzione e con una precisione dell’ordine di grandezza. Sottolineo ancora una volta che la divisione è molto arbitraria!!!

Diamo esempi di divisione condizionale della regione dell'infrarosso (λ = 0,78 – 1000 µm) alle singole aree (informazioni tratte solo dalla letteratura tecnica di scienziati russi e stranieri). La figura sopra mostra quanto sia diversificata questa divisione, quindi non dovresti affezionarti a nessuna di esse. Ti basta sapere che lo spettro della radiazione infrarossa può essere suddiviso in più sezioni, da 2 a 5. La regione più vicina nello spettro visibile è solitamente chiamata: vicino, vicino, onda corta, ecc. La regione più vicina alla radiazione a microonde è lontana, lontana, onda lunga, ecc. Secondo Wikipedia, il solito schema di divisione sembra così: Zona vicina(Vicino infrarosso, NIR), Regione delle onde corte(Infrarossi a onde corte, SWIR), Regione delle onde medie(Infrarossi a lunghezza d'onda media, MWIR), Regione a lunga lunghezza d'onda(Infrarossi a lunghezza d'onda lunga, LWIR), Zona lontana(Infrarosso lontano, FIR).

Proprietà dei raggi infrarossi

Raggi infrarossi- Si tratta della radiazione elettromagnetica, che ha la stessa natura della luce visibile, quindi è soggetta anche alle leggi dell'ottica. Pertanto, per immaginare meglio il processo della radiazione termica, dovremmo tracciare un'analogia con la radiazione luminosa, che tutti conosciamo e possiamo osservare. Tuttavia, non dobbiamo dimenticare che le proprietà ottiche delle sostanze (assorbimento, riflessione, trasparenza, rifrazione, ecc.) nella regione dell'infrarosso dello spettro differiscono notevolmente dalle proprietà ottiche nella parte visibile dello spettro. Una caratteristica della radiazione infrarossa è che, a differenza di altri tipi principali di trasferimento di calore, non è necessaria una sostanza intermedia trasmittente. L'aria, e in particolare il vuoto, è considerata trasparente alla radiazione infrarossa, sebbene ciò non sia del tutto vero per l'aria. Quando la radiazione infrarossa attraversa l'atmosfera (aria), si osserva un leggero indebolimento della radiazione termica. Ciò è dovuto al fatto che è asciutto e aria fresca quasi trasparente ai raggi termici, ma in presenza di umidità sotto forma di vapore, molecole d'acqua (H2O), diossido di carbonio (CO2), ozono (O3) e altre particelle sospese solide o liquide che riflettono e assorbono i raggi infrarossi, non lo diventa completamente ambiente trasparente e di conseguenza, il flusso di radiazione infrarossa viene disperso in diverse direzioni e si indebolisce. Tipicamente, la diffusione nella regione dell'infrarosso dello spettro è inferiore rispetto a quella del visibile. Tuttavia, quando le perdite causate dallo scattering nella regione visibile dello spettro sono elevate, sono significative anche nella regione dell’infrarosso. L'intensità della radiazione diffusa varia in proporzione inversa alla quarta potenza della lunghezza d'onda. È significativo solo nella regione dell'infrarosso a onde corte e diminuisce rapidamente nella parte dello spettro con lunghezze d'onda più lunghe.

Le molecole di azoto e ossigeno presenti nell'aria non assorbono la radiazione infrarossa, ma la attenuano solo per diffusione. Le particelle di polvere sospese portano anche alla diffusione della radiazione infrarossa e la quantità di dispersione dipende dal rapporto tra le dimensioni delle particelle e la lunghezza d'onda della radiazione infrarossa.

vapore acqueo, diossido di carbonio, l'ozono e altre impurità presenti nell'atmosfera assorbono selettivamente la radiazione infrarossa. Per esempio, il vapore acqueo assorbe molto fortemente la radiazione infrarossa in tutta la regione infrarossa dello spettro e l'anidride carbonica assorbe la radiazione infrarossa nella regione del medio infrarosso.

Per quanto riguarda i liquidi, possono essere trasparenti o opachi alla radiazione infrarossa. Ad esempio, uno strato d'acqua spesso diversi centimetri è trasparente alla radiazione visibile e opaco alla radiazione infrarossa con una lunghezza d'onda superiore a 1 micron.

Solidi(corpi), a loro volta, nella maggior parte dei casi non trasparente alla radiazione termica, ma ci sono delle eccezioni. Ad esempio, i wafer di silicio, opachi nella regione del visibile, sono trasparenti nella regione dell'infrarosso e il quarzo, al contrario, è trasparente alla radiazione luminosa, ma opaco ai raggi termici con una lunghezza d'onda superiore a 4 micron. È per questo motivo che il vetro al quarzo non viene utilizzato nei riscaldatori a infrarossi. Il vetro comune, a differenza del vetro al quarzo, è parzialmente trasparente ai raggi infrarossi; può assorbire anche una parte significativa della radiazione infrarossa in determinate gamme spettrali, ma non trasmette la radiazione ultravioletta. Salgemma, trasparente anche alla radiazione termica. I metalli, per la maggior parte, hanno una riflettività per la radiazione infrarossa molto maggiore di quella della luce visibile, che aumenta con l'aumentare della lunghezza d'onda della radiazione infrarossa. Ad esempio, la riflettanza di alluminio, oro, argento e rame ad una lunghezza d'onda di circa 10 µm raggiunge 98% , che è significativamente più elevato rispetto allo spettro visibile, questa proprietà è ampiamente utilizzata nella progettazione di riscaldatori a infrarossi.

Basti qui portare come esempio le strutture vetrate delle serre: il vetro trasmette praticamente la maggior parte della radiazione solare, e d'altro canto la terra riscaldata emette onde di lunga lunghezza (circa 10 µm), rispetto al quale il vetro si comporta come un corpo opaco. Grazie a questo, all'interno delle serre a lungo mantiene una temperatura sensibilmente superiore a quella esterna anche dopo la cessazione dell'irraggiamento solare.

Il trasferimento di calore radiante gioca un ruolo importante nella vita umana. L'uomo dà ambiente calore generato durante un processo fisiologico, principalmente attraverso lo scambio di calore radiante e la convezione. Con il riscaldamento radiante (infrarossi), la componente radiante dello scambio di calore nel corpo umano si riduce di più alta temperatura, che si verifica sia sulla superficie del dispositivo riscaldante che sulla superficie di alcune strutture interne di contenimento, pertanto, a parità di sensazione di calore, la perdita di calore convettivo può essere maggiore, ad es. La temperatura della stanza potrebbe essere più bassa. Pertanto, lo scambio termico radiante gioca un ruolo decisivo nella formazione della sensazione di comfort termico di una persona.

Quando una persona si trova nel raggio d'azione di un riscaldatore a infrarossi, i raggi IR penetrano nel corpo umano attraverso la pelle e diversi strati della pelle riflettono e assorbono questi raggi in modi diversi.

Con infrarossi radiazione ad onda lunga la penetrazione dei raggi è significativamente inferiore rispetto a radiazione ad onde corte. La capacità di assorbimento dell'umidità contenuta nel tessuto cutaneo è molto elevata e la pelle assorbe oltre il 90% delle radiazioni che raggiungono la superficie del corpo. I recettori nervosi che percepiscono il calore si trovano nello strato più esterno della pelle. I raggi infrarossi assorbiti eccitano questi recettori, provocando una sensazione di calore in una persona.

I raggi infrarossi hanno effetti sia locali che generali. Radiazione infrarossa ad onde corte, a differenza delle radiazioni infrarosse a onde lunghe, può causare arrossamento della pelle nel sito di irradiazione, che si diffonde di riflesso per 2-3 cm attorno all'area irradiata. La ragione di ciò è che i vasi capillari si dilatano e la circolazione sanguigna aumenta. Presto potrebbe apparire una vescica nel sito di radiazione, che successivamente si trasforma in una crosta. Anche quando viene colpito infrarossi a onde corte raggi agli organi visivi, può verificarsi cataratta.

Le possibili conseguenze dell'esposizione sopra elencate riscaldatore IR a onde corte, non deve essere confuso con l'impatto riscaldatore IR a onde lunghe. Come già accennato, i raggi infrarossi a onda lunga vengono assorbiti nella parte superiore dello strato cutaneo e provocano solo un semplice effetto termico.

L'uso del riscaldamento radiante non deve mettere in pericolo le persone né creare un microclima sgradevole nell'ambiente.

Il riscaldamento radiante può fornire condizioni confortevoli a temperature più basse. Quando si utilizza il riscaldamento radiante, l'aria interna è più pulita perché la velocità del flusso d'aria è inferiore, il che riduce l'inquinamento da polvere. Inoltre con questo riscaldamento non avviene la decomposizione della polvere, poiché la temperatura della piastra radiante di un riscaldatore a onde lunghe non raggiunge mai la temperatura necessaria per la decomposizione della polvere.

Quanto più freddo è l’emettitore di calore, tanto più innocuo è per il corpo umano, tanto più a lungo una persona può rimanere nell’area d’azione del riscaldatore.

La permanenza prolungata di una persona vicino ad una fonte di calore AD ALTA TEMPERATURA (superiore a 300°C) è dannosa per la salute umana.

Impatto delle radiazioni infrarosse sulla salute umana.

Come emette il corpo umano raggi infrarossi e li assorbe. I raggi IR penetrano nel corpo umano attraverso la pelle e diversi strati della pelle riflettono e assorbono questi raggi in modo diverso. Le radiazioni a onde lunghe penetrano nel corpo umano in modo significativamente inferiore rispetto a radiazione ad onde corte. L'umidità nel tessuto cutaneo assorbe più del 90% delle radiazioni che raggiungono la superficie del corpo. I recettori nervosi che percepiscono il calore si trovano nello strato più esterno della pelle. I raggi infrarossi assorbiti eccitano questi recettori, provocando una sensazione di calore in una persona. La radiazione infrarossa a onde corte penetra più profondamente nel corpo, provocandone il massimo riscaldamento. Come risultato di questo impatto, c'è un aumento energia potenziale cellule del corpo e l'acqua non legata le lascerà, aumenta l'attività di strutture cellulari specifiche, aumenta il livello delle immunoglobuline, aumenta l'attività degli enzimi e degli estrogeni e si verificano altre reazioni biochimiche. Questo vale per tutti i tipi di cellule del corpo e di sangue. Tuttavia L'esposizione a lungo termine alla radiazione infrarossa a onde corte sul corpo umano è indesiderabile.È su questa proprietà che si basa effetto del trattamento termico, ampiamente utilizzato nelle sale di fisioterapia delle nostre cliniche e di quelle straniere, e teniamo presente che la durata delle procedure è limitata. Tuttavia, i dati le restrizioni non si applicano ai riscaldatori a infrarossi a onda lunga. Caratteristica importante radiazione infrarossa– lunghezza d'onda (frequenza) della radiazione. Ricerca moderna nel campo della biotecnologia lo hanno dimostrato esattamente radiazione infrarossa a onda lungaè di eccezionale importanza per lo sviluppo di tutte le forme di vita sulla Terra. Per questo motivo vengono chiamati anche raggi biogenetici o raggi della vita. Il nostro corpo si irradia onde infrarosse lunghe, ma anch'esso necessita di un'alimentazione costante calore a onde lunghe. Se questa radiazione inizia a diminuire o non vi è alcun rifornimento costante da parte del corpo umano, il corpo viene attaccato da varie malattie, la persona invecchia rapidamente sullo sfondo di un generale deterioramento del benessere. Ulteriore radiazione infrarossa normalizza il processo metabolico ed elimina la causa della malattia, e non solo i suoi sintomi.

Con tale riscaldamento, non avrai mal di testa per l'afa causata dall'aria surriscaldata sotto il soffitto, come quando lavori riscaldamento convettivo, - quando vuoi costantemente aprire la finestra ed entrare Aria fresca(mentre si rilascia quello riscaldato).

In caso di esposizione a radiazioni infrarosse con un'intensità di 70-100 W/m2, l'attività dei processi biochimici nel corpo aumenta, il che porta ad un miglioramento condizione generale persona. Tuttavia, ci sono degli standard e dovrebbero essere seguiti. Esistono standard per il riscaldamento sicuro dei locali domestici e industriali, per la durata delle procedure mediche e cosmetiche, per il lavoro nelle officine CALDE, ecc. Non dimenticartene. A uso corretto riscaldatori a infrarossi: NON c'è COMPLETAMENTE NESSUN impatto negativo sul corpo.

Radiazione infrarossa, raggi infrarossi, proprietà dei raggi infrarossi, spettro di radiazione dei riscaldatori infrarossi

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Cos'è la radiazione infrarossa? La definizione afferma che i raggi infrarossi sono radiazioni elettromagnetiche che obbediscono a leggi ottiche e hanno la natura della luce visibile. I raggi infrarossi hanno un intervallo spettrale compreso tra la luce rossa visibile e l’emissione radio a onde corte. Per la regione dell'infrarosso dello spettro esiste una divisione in onde corte, onde medie e onde lunghe. L'effetto riscaldante di tali raggi è elevato. L'abbreviazione accettata per la radiazione infrarossa è IR.

Radiazione IR

I produttori riportano informazioni diverse sui dispositivi di riscaldamento progettati secondo il principio dell'irraggiamento in questione. Alcuni potrebbero indicare che il dispositivo è a infrarossi, mentre altri potrebbero indicare che è a onde lunghe o scuro. Tutto ciò in pratica si riferisce alla radiazione infrarossa che hanno i riscaldatori a onde lunghe temperatura più bassa superficie radiante e le onde vengono rilasciate con massa maggiore nella zona delle onde lunghe dello spettro. Hanno anche ricevuto il nome di oscuro, poiché a temperatura non emettono luce e non brillano, come in altri casi. I riscaldatori a onde medie hanno una temperatura superficiale più elevata e sono chiamati riscaldatori grigi. Il tipo di luce è un dispositivo a onde corte.

Le caratteristiche ottiche di una sostanza nelle regioni infrarosse dello spettro differiscono dalle proprietà ottiche nella vita quotidiana. I dispositivi di riscaldamento che le persone utilizzano ogni giorno emettono raggi infrarossi, ma non sono visibili. L'intera differenza sta nella lunghezza d'onda, varia. Un normale radiatore emette raggi, così viene riscaldata la stanza. Le onde di radiazione infrarossa sono presenti nella vita umana naturalmente, il sole li regala.

La radiazione infrarossa appartiene alla categoria delle radiazioni elettromagnetiche, ovvero non può essere vista con gli occhi. Le lunghezze d'onda vanno da 1 millimetro a 0,7 micrometri. La più grande fonte di raggi infrarossi è il sole.

Raggi IR per il riscaldamento

La presenza di riscaldamento basato su questa tecnologia consente di eliminare gli svantaggi del sistema di convezione, associato alla circolazione del flusso d'aria nei locali. La convezione solleva e trasporta polvere, detriti e crea correnti d'aria. Se installi un riscaldatore elettrico a infrarossi, funzionerà secondo il principio i raggi del sole, l'effetto sarà simile al calore solare quando fa freddo.

L'onda infrarossa è una forma di energia, è un meccanismo naturale preso in prestito dalla natura. Questi raggi sono in grado di riscaldare non solo gli oggetti, ma anche lo spazio aereo stesso. Le onde penetrano negli strati d'aria e riscaldano oggetti e tessuti viventi. La localizzazione della sorgente della radiazione in questione non è così importante; se l'apparecchio è a soffitto, i raggi riscaldanti raggiungeranno perfettamente il pavimento. È importante che la radiazione infrarossa consenta di lasciare l'aria umida, non la secca, come fanno altri tipi dispositivi di riscaldamento. Le prestazioni dei dispositivi basati sulla radiazione infrarossa sono estremamente elevate.

La radiazione infrarossa non richiede grandi costi energetici, quindi ci sono risparmi per l'uso domestico di questo sviluppo. I raggi IR sono adatti per lavorare in spazi ampi; l'importante è scegliere la giusta lunghezza del raggio e predisporre correttamente i dispositivi.

Danni e benefici della radiazione infrarossa

I lunghi raggi infrarossi che colpiscono la pelle provocano una reazione nei recettori nervosi. Ciò garantisce la presenza di calore. Pertanto, in molte sorgenti, la radiazione infrarossa è chiamata radiazione termica. La maggior parte dell'energia emessa viene assorbita dall'umidità contenuta nello strato superiore della pelle umana. Pertanto, la temperatura della pelle aumenta e, di conseguenza, l'intero corpo viene riscaldato.

Si ritiene che la radiazione infrarossa sia dannosa. Questo è sbagliato.

La ricerca mostra che le radiazioni a onde lunghe sono sicure per il corpo e hanno anche benefici.

Rafforzano il sistema immunitario, stimolano la rigenerazione e migliorano le condizioni degli organi interni. Questi raggi con una lunghezza di 9,6 micron vengono utilizzati nella pratica medica per scopi terapeutici.

La radiazione infrarossa a onde corte funziona diversamente. Penetra in profondità nei tessuti e riscalda organi interni, bypassando rivestimento cutaneo. Se irradi la pelle con tali raggi, la rete capillare si espande, la pelle diventa rossa e possono comparire segni di ustione. Tali raggi sono pericolosi per gli occhi, portano alla formazione di cataratta, interrompono l'equilibrio del sale marino e provocano convulsioni.

Una persona subisce un colpo di calore a causa delle radiazioni a onde corte. Se aumenti la temperatura del cervello anche di un grado, compaiono già segni di shock o avvelenamento:

• nausea;
• polso rapido;
• oscuramento negli occhi.

Se il surriscaldamento si verifica di due o più gradi, si sviluppa la meningite, che è pericolosa per la vita.

L'intensità della radiazione infrarossa dipende da diversi fattori. La distanza dalla posizione delle fonti di calore e dall'indicatore sono importanti regime di temperatura. La radiazione infrarossa a onda lunga è importante nella vita ed è impossibile farne a meno. Il danno può verificarsi solo quando la lunghezza d'onda non è corretta e il tempo in cui colpisce una persona è lungo.

Come proteggere una persona dai danni delle radiazioni infrarosse?

Non tutte le onde infrarosse sono dannose. L'energia infrarossa a onde corte dovrebbe essere evitata. Dove si trova Vita di ogni giorno? Dovrebbero essere evitate temperature corporee superiori a 100 gradi. Questa categoria comprende le attrezzature per la produzione dell'acciaio e i forni elettrici ad arco. Nella produzione, i dipendenti indossano uniformi appositamente progettate dotate di uno scudo protettivo.

Il dispositivo di riscaldamento a infrarossi più utile era la stufa russa; il suo calore era terapeutico e benefico. Tuttavia, nessuno utilizza tali dispositivi ora. I riscaldatori a infrarossi si sono affermati saldamente e le onde infrarosse sono ampiamente utilizzate nell'industria.

Se la spirale che emette calore in un dispositivo a infrarossi è protetta da un isolante termico, la radiazione sarà morbida e ad onde lunghe, e questo è sicuro. Se il dispositivo ha un elemento riscaldante aperto, la radiazione infrarossa sarà dura, a onde corte e questo è pericoloso per la salute.

Per comprendere il design del dispositivo è necessario studiare la scheda tecnica. Verranno fornite informazioni sui raggi infrarossi utilizzati in un caso particolare. Presta attenzione a quale è la lunghezza d'onda.

Le radiazioni infrarosse non sono sempre chiaramente dannose; emettono solo pericolo fonti aperte, raggi corti ed esposizione prolungata ad essi.

Dovresti proteggere i tuoi occhi dalla fonte delle onde e, in caso di disagio, allontanarti dall'influenza dei raggi infrarossi. Se sulla pelle appare una secchezza insolita, significa che i raggi seccano lo strato lipidico, e questo è molto positivo.

Come trattamento viene utilizzata la radiazione infrarossa negli intervalli utili. I metodi di fisioterapia si basano sul lavoro con raggi ed elettrodi. Tuttavia, tutti gli effetti vengono eseguiti sotto la supervisione di specialisti; non dovresti trattarti con dispositivi a infrarossi. La durata dell'azione deve essere rigorosamente determinata dalle indicazioni mediche, in base agli scopi e agli obiettivi del trattamento.

Si ritiene che le radiazioni infrarosse siano sfavorevoli per l'esposizione sistematica dei bambini piccoli, pertanto è consigliabile selezionare con attenzione i dispositivi di riscaldamento per la camera da letto e le stanze dei bambini. Avrai bisogno dell'aiuto di specialisti per creare una rete a infrarossi sicura ed efficace nel tuo appartamento o casa.

Non arrenderti tecnologie moderne a causa del pregiudizio dovuto all'ignoranza.

La luce infrarossa è visivamente inaccessibile alla visione umana. Nel frattempo, le onde infrarosse lunghe vengono percepite dal corpo umano come calore. La luce infrarossa ha alcune delle proprietà della luce visibile. La radiazione di questa forma può essere focalizzata, riflessa e polarizzata. Teoricamente, la luce IR viene interpretata più come radiazione infrarossa (IR). Space IR occupa la gamma spettrale della radiazione elettromagnetica 700 nm - 1 mm. Le onde IR sono più lunghe delle onde luminose visibili e più corte delle onde radio. Di conseguenza, le frequenze IR sono più alte delle frequenze delle microonde e più basse delle frequenze della luce visibile. La frequenza dell'IR è limitata all'intervallo 300 GHz - 400 THz.

Le onde infrarosse furono scoperte dall'astronomo britannico William Herschel. La scoperta fu registrata nel 1800. Usando prismi di vetro nei suoi esperimenti, lo scienziato ha così esplorato la possibilità di dividere la luce solare in singoli componenti.

Quando William Herschel dovette misurare la temperatura dei singoli fiori, scoprì un fattore che aumenta la temperatura quando si attraversano successivamente le seguenti serie:

• Viola,
• blu,
• verde,
• tuorlo,
• arancia,
• rosso.

Onda e gamma di frequenza della radiazione IR

In base alla lunghezza d'onda, gli scienziati dividono convenzionalmente la radiazione infrarossa in diverse parti spettrali. Tuttavia, non esiste una definizione uniforme dei confini di ogni singola parte.

Scala della radiazione elettromagnetica: 1 - onde radio; 2 - microonde; 3 - Onde IR; 4 - luce visibile; 5 - ultravioletto; 6 — raggi a raggi; 7 - raggi gamma; B - intervallo di lunghezze d'onda; E - energia

Teoricamente, sono designati tre intervalli di lunghezze d'onda:

1. Vicino
2. Media
3. Ulteriore

La gamma del vicino infrarosso è caratterizzata da lunghezze d'onda che si avvicinano alla fine dello spettro della luce visibile. Il segmento d'onda approssimativo calcolato è qui indicato dalla lunghezza: 750 - 1300 nm (0,75 - 1,3 µm). La frequenza della radiazione è di circa 215-400 Hz. Le lunghezze d'onda IR corte emettono un calore minimo.

Intervallo medio IR (intermedio), copre le lunghezze d'onda 1.300-3.000 nm (1,3 - 3 µm). Le frequenze qui sono misurate nell'intervallo 20-215 THz. Il livello di calore irradiato è relativamente basso.

La gamma del lontano infrarosso è la più vicina alla gamma delle microonde. Disposizione: 3-1000 micron. Gamma di frequenza 0,3-20 THz. Questo gruppo è costituito da lunghezze d'onda corte nella gamma di frequenza massima. È qui che viene emesso il massimo calore.

Applicazioni della radiazione infrarossa

I raggi IR hanno trovato applicazione in vari campi. Tra i dispositivi più noti ci sono le termocamere, le apparecchiature per la visione notturna, ecc. Le apparecchiature di comunicazione e di rete utilizzano la luce IR come parte delle operazioni cablate e wireless.

Un esempio del funzionamento di un dispositivo elettronico è una termocamera, il cui principio di funzionamento si basa sull'uso della radiazione infrarossa. E questo è solo un esempio tra tanti altri.

I telecomandi sono dotati di un sistema di comunicazione IR a corto raggio, dove il segnale viene trasmesso tramite LED IR. Esempio: elettrodomestici comuni – TV, condizionatori d'aria, lettori. La luce infrarossa trasmette i dati tramite sistemi di cavi in ​​fibra ottica.

Inoltre, la radiazione infrarossa viene utilizzata attivamente dalla ricerca astronomica per l'esplorazione spaziale. È grazie alla radiazione infrarossa che è possibile rilevare oggetti spaziali invisibili all'occhio umano.

Fatti poco conosciuti sulla luce IR

Gli occhi umani non riescono davvero a vedere i raggi infrarossi. Ma la pelle del corpo umano, che reagisce ai fotoni, e non solo alle radiazioni termiche, è in grado di “vederli”.

La superficie della pelle agisce effettivamente come il “bulbo oculare”. Se esci in una giornata soleggiata, chiudi gli occhi e allunghi i palmi delle mani verso il cielo, puoi facilmente trovare la posizione del sole.

In inverno, in una stanza dove la temperatura dell'aria è di 21-22ºС, indossare abiti caldi (maglione, pantaloni). In estate, nella stessa stanza, alla stessa temperatura, anche le persone si sentono a proprio agio, ma con abiti più leggeri (pantaloncini, maglietta).

Questo fenomeno è facile da spiegare: nonostante la stessa temperatura dell'aria, le pareti e il soffitto della stanza in estate si irradiano Di più trasportate onde del lontano infrarosso luce del sole(FIR - Infrarosso lontano). Pertanto il corpo umano, a parità di temperature, percepisce più calore in estate.

Il calore IR è prodotto da qualsiasi organismo vivente e oggetto inanimato. Questo momento è più che chiaramente indicato sullo schermo della termocamera.

Coppie di persone che dormono nello stesso letto sono involontariamente trasmettitori e ricevitori di onde FIR in relazione tra loro. Se una persona è sola a letto, agisce come trasmettitore di onde FIR, ma non riceve più le stesse onde in risposta.

Quando le persone parlano tra loro, involontariamente inviano e ricevono vibrazioni di onde FIR l'una dall'altra. Gli abbracci amichevoli (amorevoli) attivano anche la trasmissione delle radiazioni FIR tra le persone.

Come percepisce la natura la luce IR?

Gli esseri umani non possono vedere la luce infrarossa, ma i serpenti della famiglia delle vipere (come i serpenti a sonagli) hanno cavità sensoriali che vengono utilizzate per produrre immagini nella luce infrarossa.

Questa proprietà consente ai serpenti di rilevare animali a sangue caldo nella completa oscurità. Si ipotizza scientificamente che i serpenti, con due cavità sensoriali, abbiano una certa percezione della profondità a infrarossi.

Proprietà del serpente IR: 1, 2 - zone sensibili della cavità sensoriale; 3 - cavità della membrana; 4 - cavità interna; 5 - Fibra MG; 6 - cavità esterna

I pesci utilizzano con successo la luce del vicino infrarosso (NIR) per catturare le prede e navigare nei corpi idrici. Questo senso NIR aiuta i pesci a navigare con precisione in condizioni di scarsa illuminazione, al buio o in acque torbide.

La radiazione infrarossa svolge un ruolo importante nel modellare il clima e il clima della Terra, proprio come la luce solare. peso totale luce solare assorbita dalla Terra, una pari quantità di radiazione infrarossa deve spostarsi dalla Terra verso lo spazio. Altrimenti è inevitabile il riscaldamento globale o raffreddamento globale.

C'è una ragione ovvia per cui l'aria si raffredda rapidamente in una notte secca. I bassi livelli di umidità e l'assenza di nuvole nel cielo forniscono un percorso libero per la radiazione infrarossa. I raggi infrarossi escono più velocemente spazio e, di conseguenza, rimuovere il calore più velocemente.

Una parte significativa che arriva sulla Terra è la luce infrarossa. Qualunque organismo naturale oppure l'oggetto ha una temperatura, il che significa che emette energia IR. Anche gli oggetti che a priori sono freddi (ad esempio i cubetti di ghiaccio) emettono luce infrarossa.

Potenziale tecnico della zona infrarossa

Il potenziale tecnico dei raggi infrarossi è illimitato. Ci sono molti esempi. Il tracciamento a infrarossi (homing) viene utilizzato nei sistemi di controllo missilistico passivo. In questo caso viene utilizzata la radiazione elettromagnetica proveniente dal bersaglio, ricevuta nella parte infrarossa dello spettro.

Sistemi di tracciamento del bersaglio: 1, 4 - camera di combustione; 2, 6 - scarico a fiamma relativamente lunga; 5 - flusso freddo che bypassa la camera calda; 3, 7 - assegnata un'importante firma IR

I satelliti meteorologici dotati di radiometri a scansione producono immagini termiche, che poi consentono tecniche analitiche per determinare l’altezza e il tipo di nuvole, calcolare la temperatura della terra e dell’acqua superficiale e determinare le caratteristiche della superficie dell’oceano.

La radiazione infrarossa è il modo più comune per controllare a distanza vari dispositivi. Molti prodotti sono sviluppati e prodotti sulla base della tecnologia FIR. I giapponesi si sono particolarmente distinti qui. Ecco solo alcuni esempi popolari in Giappone e nel mondo:

• rivestimenti speciali e riscaldatori FIR;
• Piastre FIR per mantenere freschi a lungo pesce e verdure;
• carta ceramica e ceramica FIR;
• tessuto FIR guanti, giacche, seggiolini auto;
• asciugacapelli da parrucchiere FIR che riduce i danni ai capelli;

La riflettografia a infrarossi (conservazione artistica) viene utilizzata per studiare i dipinti e aiuta a rivelare gli strati sottostanti senza distruggere la struttura. Questa tecnica aiuta a rivelare i dettagli nascosti sotto il disegno dell’artista.

In questo modo viene determinato se l'immagine attuale è originale un lavoro d'arte o semplicemente una copia realizzata professionalmente. Vengono inoltre individuate le modifiche legate ai lavori di restauro delle opere d'arte.

Raggi IR: impatto sulla salute umana

Gli effetti benefici della luce solare sulla salute umana sono stati scientificamente provati. Tuttavia, un’eccessiva esposizione alle radiazioni solari è potenzialmente pericolosa. La luce solare contiene raggi ultravioletti, che bruciano la pelle del corpo umano.

Le saune a infrarossi ad uso pubblico sono molto diffuse in Giappone e Cina. E la tendenza allo sviluppo di questo metodo di guarigione si sta solo intensificando.

Gli infrarossi a onde lontane, nel frattempo, forniscono tutti i benefici per la salute della luce solare naturale. Allo stesso tempo, gli effetti pericolosi delle radiazioni solari vengono completamente eliminati.

Utilizzando la tecnologia a raggi infrarossi, si ottiene il controllo completo della temperatura () e la luce solare illimitata. Ma non è tutto fatti noti vantaggi della radiazione infrarossa:

• I raggi infrarossi lontani rafforzano il sistema cardiovascolare, stabilizzano la frequenza cardiaca, aumentano la gittata cardiaca, riducendo la pressione diastolica.
• Stimolare la funzione cardiovascolare con la luce infrarossa lontana è un modo ideale per mantenere la normale salute cardiovascolare. Avere esperienza Astronauti americani durante un lungo volo spaziale.
• I raggi IR nel lontano infrarosso a temperature superiori a 40°C indeboliscono e infine uccidono le cellule tumorali. Questo fatto è stato confermato dall'American Cancer Association e dal National Cancer Institute.
• Le saune a infrarossi sono spesso utilizzate in Giappone e Corea (terapia dell'ipertermia o terapia Waon) per trattare le malattie cardiovascolari, in particolare l'insufficienza cardiaca cronica e la malattia arteriosa periferica.
• I risultati della ricerca pubblicati sulla rivista Neuropsychiatric Disease and Treatment evidenziano i raggi infrarossi come una “svolta medica” nel trattamento delle lesioni cerebrali traumatiche.
• Si dice che una sauna a infrarossi sia sette volte più efficace nell'eliminazione dei metalli pesanti, del colesterolo, dell'alcol, della nicotina, dell'ammoniaca, dell'acido solforico e di altre tossine dal corpo.
• Infine, la terapia FIR in Giappone e Cina si è classificata al primo posto tra i metodi efficaci per il trattamento dell’asma, della bronchite, del raffreddore, dell’influenza e della sinusite. È stato notato che la terapia FIR rimuove l'infiammazione, il gonfiore e i blocchi delle mucose.

Luce infrarossa e durata di vita di 200 anni

Nel 1800, lo scienziato William Herschel annunciò la sua scoperta in una riunione della Royal Society di Londra. Misurò temperature fuori dallo spettro e scoprì raggi invisibili con un grande potere riscaldante. Ha effettuato l'esperimento utilizzando i filtri del telescopio. Notò che assorbono la luce e il calore dai raggi del sole in misura diversa.

Dopo 30 anni, l'esistenza di raggi invisibili situati oltre la parte rossa dello spettro solare visibile è stata indiscutibilmente provata. Il francese Becquerel chiamò questa radiazione infrarossa.

Proprietà della radiazione IR

Lo spettro della radiazione infrarossa è costituito da singole linee e bande. Ma può anche essere continuo. Tutto dipende dalla fonte dei raggi IR. In altre parole, è importante energia cinetica o la temperatura di un atomo o di una molecola. Qualsiasi elemento della tavola periodica nelle condizioni temperature diverse Esso ha varie caratteristiche.

Ad esempio, gli spettri infrarossi degli atomi eccitati, a causa del relativo stato di riposo del fascio nucleare, avranno spettri IR strettamente lineari. E le molecole eccitate sono a strisce e posizionate in modo casuale. Tutto non dipende solo dal meccanismo di sovrapposizione degli spettri lineari propri di ciascun atomo. Ma anche dall'interazione di questi atomi tra loro.

All'aumentare della temperatura, le caratteristiche spettrali del corpo cambiano. Pertanto, i solidi e i liquidi riscaldati emettono uno spettro infrarosso continuo. A temperature inferiori a 300°C l'irraggiamento viene riscaldato solido interamente situato nella regione dell'infrarosso. Sia lo studio delle onde IR che l'applicazione delle loro proprietà più importanti dipendono dall'intervallo di temperatura.

Le principali proprietà dei raggi IR sono l'assorbimento e l'ulteriore riscaldamento dei corpi. Il principio del trasferimento di calore tramite i riscaldatori a infrarossi differisce dai principi di convezione o conduzione. Trovandosi in un flusso di gas caldi, un oggetto perde una certa quantità di calore purché la sua temperatura sia inferiore alla temperatura del gas riscaldato.

E viceversa: se gli emettitori a infrarossi irradiano un oggetto, ciò non significa che la sua superficie assorba questa radiazione. Può anche riflettere, assorbire o trasmettere i raggi senza perdita. Quasi sempre l'oggetto irradiato assorbe parte di questa radiazione, parte riflette e parte trasmette.

Non tutti oggetti luminosi oppure corpi riscaldati emettono onde infrarosse. Ad esempio, le lampade fluorescenti o la fiamma di un fornello a gas non presentano tali radiazioni. Il principio di funzionamento delle lampade fluorescenti si basa sul bagliore (fotoluminescenza). Il suo spettro è il più vicino allo spettro della luce diurna, la luce bianca. Pertanto, non contiene quasi alcuna radiazione IR. E la massima intensità di radiazione della fiamma di una stufa a gas cade sulla lunghezza d'onda colore blu. La radiazione IR dei corpi riscaldati elencati è molto debole.

Esistono anche sostanze trasparenti alla luce visibile, ma non in grado di trasmettere i raggi infrarossi. Ad esempio, uno strato d'acqua spesso diversi centimetri non trasmetterà radiazioni infrarosse con una lunghezza d'onda superiore a 1 micron. In questo caso, una persona può distinguere ad occhio nudo gli oggetti situati nella parte inferiore.