La radiazione infrarossa è una forma naturale di radiazione. Ogni persona ne è esposta quotidianamente. Gran parte dell'energia del Sole arriva sul nostro pianeta sotto forma di raggi infrarossi. Tuttavia, nel mondo moderno ci sono molti dispositivi che utilizzano la radiazione infrarossa. Può influenzare il corpo umano in vari modi. Dipende in gran parte dal tipo e dallo scopo dell'utilizzo di questi stessi dispositivi.
Cos'è questo
La radiazione infrarossa, o raggi IR, è un tipo di radiazione elettromagnetica che occupa la regione spettrale dalla luce rossa visibile (che è caratterizzata da una lunghezza d'onda di 0,74 micron) alla radiazione radio a onde corte (con una lunghezza d'onda di 1 -2 mm). Questa è un'area abbastanza ampia dello spettro, quindi è ulteriormente suddivisa in tre aree:
- vicino (0,74 - 2,5 µm);
- medio (2,5 - 50 micron);
- lontano (50-2000 micron).
Cronologia delle scoperte
Nel 1800, uno scienziato inglese, W. Herschel, osservò che nella parte invisibile dello spettro solare (al di fuori della luce rossa), la temperatura del termometro aumenta. Successivamente si è dimostrata la subordinazione della radiazione infrarossa alle leggi dell'ottica e si è giunti a una conclusione sul suo rapporto con la luce visibile.
Grazie al lavoro del fisico sovietico A. A. Glagoleva-Arkadyeva, che ricevette onde radio con λ=80 μm (gamma IR) nel 1923, l'esistenza di una transizione continua dalla radiazione visibile alla radiazione IR e alle onde radio fu provato sperimentalmente. Pertanto, è stata tratta la conclusione sulla loro natura elettromagnetica comune.
Quasi tutto in natura è in grado di emettere lunghezze d'onda corrispondenti allo spettro infrarosso, il che significa che è una fonte di radiazione infrarossa. Il corpo umano non fa eccezione. Sappiamo tutti che tutto intorno è composto da atomi e ioni, anche umani. E queste particelle eccitate sono in grado di emettere spettri di linee IR. Possono entrare in uno stato eccitato sotto l'influenza di vari fattori, ad esempio scariche elettriche o quando riscaldati. Quindi, nello spettro di radiazione di una fiamma di una stufa a gas c'è una banda con λ=2,7 µm da molecole d'acqua e con λ=4,2 µm da anidride carbonica.
Onde IR nella vita quotidiana, nella scienza e nell'industria
Utilizzando determinati dispositivi a casa e al lavoro, raramente ci poniamo domande sull'effetto delle radiazioni infrarosse sul corpo umano. Nel frattempo, i riscaldatori a infrarossi sono piuttosto popolari oggi. La loro differenza fondamentale rispetto ai radiatori a olio e ai convettori è la capacità di riscaldare non direttamente l'aria, ma tutti gli oggetti nella stanza. Cioè, i mobili, i pavimenti e le pareti vengono prima riscaldati, quindi emettono il loro calore nell'atmosfera. Allo stesso tempo, la radiazione infrarossa colpisce anche gli organismi: gli esseri umani e i loro animali domestici.
I raggi IR sono ampiamente utilizzati anche nella trasmissione di dati e nel controllo remoto. Molti telefoni cellulari dispongono di porte a infrarossi per lo scambio di file tra di loro. E anche tutti i telecomandi per condizionatori, centri musicali, televisori, alcuni giocattoli per bambini controllati utilizzano i raggi elettromagnetici nella gamma degli infrarossi.
L'uso dei raggi infrarossi nell'esercito e nell'astronautica
I raggi infrarossi più importanti sono per l'industria aerospaziale e militare. Sulla base di fotocatodi sensibili alle radiazioni infrarosse (fino a 1,3 micron), vengono creati dispositivi per la visione notturna (vari binocoli, mirini, ecc.). Consentono, mentre irradiano contemporaneamente oggetti con radiazioni infrarosse, di mirare o osservare nell'oscurità assoluta.
Grazie alla creazione di ricevitori di raggi infrarossi altamente sensibili, la produzione di missili homing è diventata possibile. I sensori nella loro testa reagiscono alla radiazione IR del bersaglio, che di solito è più calda dell'ambiente, e guidano il missile verso il bersaglio. Basato sullo stesso principiorilevamento di parti riscaldate di navi, aerei, serbatoi mediante rilevatori di direzione del calore.
I localizzatori e telemetri IR possono rilevare vari oggetti nella completa oscurità e misurare la distanza da essi. Dispositivi speciali - generatori quantistici ottici che emettono nella regione dell'infrarosso, sono usati per lo spazio e le comunicazioni terrestri a lungo raggio.
La radiazione infrarossa nella scienza
Uno dei più comuni è lo studio degli spettri di emissione e assorbimento nella regione IR. Viene utilizzato nello studio delle caratteristiche dei gusci di elettroni degli atomi, per determinare le strutture di varie molecole e, inoltre, nell'analisi qualitativa e quantitativa di miscele di varie sostanze.
A causa delle differenze nei coefficienti di diffusione, trasmissione e riflessione dei corpi nei raggi visibili e IR, le fotografie scattate in condizioni diverse sono alquanto diverse. Le immagini a infrarossi spesso mostrano più dettagli. Tali immagini sono ampiamente utilizzate in astronomia.
Studiare l'effetto dei raggi infrarossi sul corpo
I primi dati scientifici sull'effetto delle radiazioni infrarosse sul corpo umano risalgono agli anni '60. L'autore della ricerca è il medico giapponese Tadashi Ishikawa. Nel corso dei suoi esperimenti, è stato in grado di stabilire che i raggi infrarossi tendono a penetrare in profondità nel corpo umano. Allo stesso tempo, si verificano processi di termoregolazione, simili alla reazione di trovarsi in una sauna. Tuttavia, la sudorazione inizia a una temperatura ambiente più bassa (itè di circa 50°C), e il riscaldamento degli organi interni avviene molto più in profondità.
Durante questo riscaldamento, la circolazione sanguigna aumenta, i vasi del sistema respiratorio, il tessuto sottocutaneo e la pelle si espandono. Tuttavia, l'esposizione prolungata alle radiazioni infrarosse su una persona può causare un colpo di calore e le forti radiazioni infrarosse portano a ustioni di vario grado.
Protezione IR
C'è un piccolo elenco di attività volte a ridurre il rischio di esposizione alle radiazioni infrarosse sul corpo umano:
- Ridurre l'intensità delle radiazioni. Si ottiene attraverso la selezione di apparecchiature tecnologiche adeguate, la tempestiva sostituzione di apparecchiature obsolete, nonché il loro layout razionale.
- Rimozione dei lavoratori dalla fonte di radiazioni. Se la linea di produzione lo consente, è preferibile il controllo remoto della linea di produzione.
- Installazione di schermi protettivi sulla sorgente o sul posto di lavoro. Tali recinzioni possono essere disposte in due modi per ridurre l'effetto delle radiazioni infrarosse sul corpo umano. Nel primo caso devono riflettere le onde elettromagnetiche e nel secondo caso devono ritardarle e convertire l'energia della radiazione in energia termica, seguita dalla sua rimozione. A causa del fatto che gli schermi protettivi non dovrebbero privare gli specialisti dell'opportunità di monitorare i processi in corso nella produzione, possono essere resi trasparenti o traslucidi. Per questo, silicato ovetro al quarzo, nonché maglie e catene metalliche.
- Isolamento termico o raffreddamento di superfici calde. Lo scopo principale dell'isolamento termico è ridurre il rischio di ustioni per i lavoratori.
- Dispositivi di protezione individuale (varie tute, occhiali con filtri antiluce incorporati, schermi).
- Misure preventive. Se nel corso delle suddette azioni il livello di esposizione alle radiazioni infrarosse sul corpo rimane sufficientemente alto, è necessario selezionare una modalità di lavoro e riposo appropriata.
Benefici per il corpo umano
Le radiazioni infrarosse che colpiscono il corpo umano portano a una migliore circolazione sanguigna grazie alla vasodilatazione, una migliore saturazione di organi e tessuti con l'ossigeno. Inoltre, un aumento della temperatura corporea ha un effetto analgesico dovuto all'effetto dei raggi sulle terminazioni nervose della pelle.
È stato notato che un intervento chirurgico eseguito sotto l'influenza di radiazioni infrarosse ha una serie di vantaggi:
- Il dolore dopo l'intervento chirurgico è un po' più facile da sopportare;
- rigenerazione cellulare più veloce;
- L'effetto della radiazione infrarossa su una persona evita il raffreddamento degli organi interni in caso di intervento chirurgico su cavità aperte, riducendo il rischio di shock.
Nei pazienti con ustioni, la radiazione infrarossa crea la possibilità di rimuovere la necrosi e di eseguire l'autoplastica in una fase precedente. Inoltre, la durata della febbre è ridotta, l'anemia e l'ipoproteinemia sono meno pronunciate e la frequenza delle complicanze è ridotta.
È stato dimostrato che le radiazioni infrarosse possono indebolire l'effetto di alcuni pesticidi aumentando l'immunità non specifica. Molti di noi conoscono il trattamento della rinite e di alcune altre manifestazioni del comune raffreddore con le lampade IR blu.
Danno agli esseri umani
Vale la pena notare che anche i danni causati dalle radiazioni infrarosse per il corpo umano possono essere molto significativi. I casi più evidenti e comuni sono ustioni cutanee e dermatiti. Possono verificarsi sia con un'esposizione troppo lunga alle onde deboli dello spettro infrarosso, sia durante un'intensa irradiazione. Quando si tratta di procedure mediche, è raro, ma nonostante un trattamento improprio si verificano colpi di calore, astenia ed esacerbazione del dolore.
Uno dei problemi moderni sono le ustioni agli occhi. I più pericolosi per loro sono i raggi IR con lunghezze d'onda nell'intervallo 0,76-1,5 micron. Sotto la loro influenza, il cristallino e l'umore acqueo vengono riscaldati, il che può portare a vari disturbi. Uno degli effetti collaterali più comuni è la fotofobia. Questo dovrebbe essere ricordato dai bambini che giocano con i puntatori laser e dai saldatori che trascurano i dispositivi di protezione individuale.
Raggi IR in medicina
Il trattamento con radiazioni infrarosse è locale e generale. Nel primo caso viene eseguita un'azione locale su una certa parte del corpo e nel secondo l'intero corpo è esposto all'azione dei raggi. Il corso del trattamento dipende dalla malattia e può variare da 5 a 20 sessioni di 15-30 minuti. Quando si eseguono procedure, un prerequisito èuso di dispositivi di protezione. Per mantenere la salute degli occhi, vengono utilizzati speciali cuscinetti di cartone o occhiali.
Dopo la prima procedura, sulla superficie della pelle compare un rossore con bordi indistinti, che scompare dopo circa un'ora.
L'azione degli emettitori IR
Con la disponibilità di molti dispositivi medici, le persone li acquistano per uso personale. Tuttavia, va ricordato che tali dispositivi devono soddisfare requisiti speciali ed essere utilizzati nel rispetto delle norme di sicurezza. Ma soprattutto, è importante capire che, come qualsiasi dispositivo medico, gli emettitori di onde a infrarossi non possono essere utilizzati per una serie di malattie.
| Lunghezza d'onda, µm | Azione utile |
| 9,5 µm | Azione immunocorrettiva negli stati di immunodeficienza causati da fame, avvelenamento da tetracloruro di carbonio, uso di immunosoppressori. Porta al ripristino dei normali indicatori del collegamento cellulare dell'immunità. |
| 16,25 micron | Azione antiossidante. Si svolge a causa della formazione di radicali liberi da superossidi e idroperossidi e della loro ricombinazione. |
| 8, 2 e 6,4 µm | Azione antibatterica e normalizzazione della microflora intestinale dovuta all'influenza sulla sintesi degli ormoni delle prostaglandine, portando ad un effetto immunomodulante. |
| 22,5 µm | Risulta nella traduzione di molticomposti insolubili, come coaguli di sangue e placche aterosclerotiche, in uno stato solubile, consentendo loro di essere rimossi dal corpo. |
Pertanto, uno specialista qualificato, un medico esperto dovrebbe selezionare un corso di terapia. A seconda della lunghezza delle onde infrarosse emesse, i dispositivi possono essere utilizzati per scopi diversi.
