Kızılötesi radyasyon, radyasyonun doğal bir şeklidir. Her insan her gün buna maruz kalır. Güneş enerjisinin büyük bir kısmı gezegenimize kızılötesi ışınlar şeklinde gelir. Ancak modern dünyada kızılötesi radyasyon kullanan birçok cihaz var. İnsan vücudunu çeşitli şekillerde etkileyebilir. Bu büyük ölçüde bu cihazları kullanmanın türüne ve amacına bağlıdır.
Bu nedir
Kızılötesi radyasyon veya IR ışınları, spektral bölgeyi kırmızı görünür ışıktan (0.74 mikron dalga boyu ile karakterize edilir) kısa dalga radyo radyasyonuna (1 dalga boyuna sahip) kadar kaplayan bir elektromanyetik radyasyon türüdür. -2 mm). Bu, spektrumun oldukça geniş bir alanıdır, bu nedenle üç alana bölünmüştür:
- yakın (0,74 - 2,5 µm);
- orta (2,5 - 50 mikron);
- uzak (50-2000 mikron).
Keşif geçmişi
1800'de İngiltere'den bir bilim adamı olan W. Herschel, güneş spektrumunun görünmeyen kısmında (kırmızı ışığın dışında) termometrenin sıcaklığının arttığını gözlemledi. Daha sonra, kızılötesi radyasyonun optik yasalarına tabi olduğu kanıtlandı ve görünür ışıkla ilişkisi hakkında bir sonuca varıldı.
1923 yılında λ=80 μm (IR aralığı) ile radyo dalgaları alan Sovyet fizikçi A. A. Glagoleva-Arkadyeva'nın çalışmaları sayesinde, görünür radyasyondan IR radyasyona ve radyo dalgalarına sürekli bir geçişin varlığı ortaya çıktı. deneysel olarak kanıtlanmıştır. Böylece ortak elektromanyetik yapıları hakkında bir sonuca varıldı.
Doğadaki hemen hemen her şey kızılötesi spektruma karşılık gelen dalga boylarını yayabilir, bu da onun bir kızılötesi radyasyon kaynağı olduğu anlamına gelir. İnsan vücudu bir istisna değildir. Etrafımızdaki her şeyin atomlardan ve iyonlardan oluştuğunu biliyoruz, hatta insanlar bile. Ve bu uyarılmış parçacıklar, IR çizgi spektrumları yayabilir. Elektrik deşarjları veya ısıtıldıklarında çeşitli faktörlerin etkisi altında uyarılmış bir duruma geçebilirler. Yani, bir gaz sobasının alevinin radyasyon spektrumunda su moleküllerinden λ=2.7 µm ve karbondioksitten λ=4.2 µm olan bir bant vardır.
Günlük yaşamda, bilimde ve endüstride IR dalgaları
Evde ve işte belirli cihazları kullanırken, kendimize kızılötesi radyasyonun insan vücudu üzerindeki etkisini nadiren sorarız. Bu arada, kızılötesi ısıtıcılar bugün oldukça popüler. Yağ radyatörlerinden ve konvektörlerinden temel farkları, havanın kendisini değil, odadaki tüm nesneleri doğrudan ısıtma yeteneğidir. Yani mobilyalar, zeminler ve duvarlar önce ısıtılır ve daha sonra ısılarını atmosfere verirler. Aynı zamanda, kızılötesi radyasyon organizmaları - insanları ve evcil hayvanlarını da etkiler.
IR ışınları veri iletiminde ve uzaktan kumandada da yaygın olarak kullanılmaktadır. Birçok cep telefonunda, aralarında dosya alışverişi için kızılötesi bağlantı noktaları bulunur. Klimalar, müzik merkezleri, TV'ler, bazı kontrollü çocuk oyuncakları için tüm uzaktan kumandalar da kızılötesi aralığında elektromanyetik ışınlar kullanır.
Orduda ve uzayda kızılötesi ışınların kullanımı
En önemli kızılötesi ışınlar, havacılık ve askeri endüstriler içindir. Kızılötesi radyasyona (1.3 mikrona kadar) duyarlı fotokatotlar temelinde, gece görüş cihazları (çeşitli dürbünler, manzaralar vb.) oluşturulur. Nesneleri aynı anda kızılötesi radyasyonla ışınlarken, mutlak karanlıkta nişan alma veya gözlem yapma olanağı tanırlar.
Yaratılan son derece hassas kızılötesi ışın alıcıları sayesinde, güdümlü füzelerin üretimi mümkün hale geldi. Kafalarındaki sensörler, genellikle ortamdan daha sıcak olan hedefin IR radyasyonuna tepki verir ve füzeyi hedefe yönlendirir. Aynı prensibe dayalıısı yönü bulucuları kullanarak gemilerin, uçakların, tankların ısıtılan parçalarının tespiti.
IR konum belirleyiciler ve telemetreler, tamamen karanlıkta çeşitli nesneleri algılayabilir ve onlara olan mesafeyi ölçebilir. Özel cihazlar - kızılötesi bölgede yayılan optik kuantum jeneratörleri, uzay ve uzun menzilli karasal iletişim için kullanılır.
Bilimde kızılötesi radyasyon
En yaygın olanlardan biri, IR bölgesindeki emisyon ve absorpsiyon spektrumlarının incelenmesidir. Atomların elektron kabuklarının özelliklerinin incelenmesinde, çeşitli moleküllerin yapılarının belirlenmesinde ve ayrıca çeşitli maddelerin karışımlarının kalitatif ve kantitatif analizinde kullanılır.
Görünür ve IR ışınlarındaki cisimlerin saçılma, iletim ve yansıma katsayılarındaki farklılıklar nedeniyle, farklı koşullar altında çekilen fotoğraflar biraz farklıdır. Kızılötesi görüntüler genellikle daha fazla ayrıntı gösterir. Bu tür görüntüler astronomide yaygın olarak kullanılmaktadır.
Kızılötesi ışınların vücut üzerindeki etkisini incelemek
Kızılötesi radyasyonun insan vücudu üzerindeki etkisine ilişkin ilk bilimsel veriler 1960'lara kadar uzanmaktadır. Araştırmanın yazarı Japon doktor Tadashi Ishikawa'dır. Deneyleri sırasında, kızılötesi ışınların insan vücudunun derinliklerine nüfuz etme eğiliminde olduğunu tespit edebildi. Aynı zamanda, saunada bulunma tepkisine benzer şekilde termoregülasyon süreçleri meydana gelir. Ancak terleme daha düşük bir ortam sıcaklığında başlar (buyaklaşık 50 °C) ve iç organların ısınması çok daha derinlerde gerçekleşir.
Bu ısıtma sırasında kan dolaşımı artar, solunum sistemi damarları, deri altı doku ve cilt genişler. Bununla birlikte, bir kişinin kızılötesi radyasyona uzun süre maruz kalması, sıcak çarpmasına neden olabilir ve güçlü kızılötesi radyasyon, değişen derecelerde yanıklara yol açar.
IR koruması
İnsan vücudunda kızılötesi radyasyona maruz kalma riskini az altmayı amaçlayan küçük bir faaliyet listesi vardır:
- Radyasyonun yoğunluğunu az altmak. Uygun teknolojik ekipmanın seçimi, eski ekipmanın zamanında değiştirilmesi ve rasyonel yerleşimi ile elde edilir.
- İşçilerin radyasyon kaynağından uzaklaştırılması. Üretim hattı izin veriyorsa üretim hattının uzaktan kontrolü tercih edilmelidir.
- Kaynağa veya işyerine koruyucu ekranların montajı. Bu tür çitler, kızılötesi radyasyonun insan vücudu üzerindeki etkisini az altmak için iki şekilde düzenlenebilir. İlk durumda elektromanyetik dalgaları yansıtmalı, ikinci durumda onları geciktirmeli ve radyasyon enerjisini termal enerjiye dönüştürmeli, ardından uzaklaştırmalıdır. Koruyucu ekranların, uzmanları üretimde yer alan süreçleri izleme fırsatından mahrum bırakmaması gerektiğinden, şeffaf veya yarı saydam hale getirilebilir. Bunun için silikat veyakuvars camın yanı sıra metal ağlar ve zincirler.
- Sıcak yüzeylerin ısı yalıtımı veya soğutulması. Isı yalıtımının temel amacı, çalışanların yanma riskini az altmaktır.
- Kişisel koruyucu ekipman (çeşitli tulumlar, yerleşik ışık filtreli gözlükler, kalkanlar).
- Önleyici tedbirler. Yukarıdaki eylemler sırasında vücuttaki kızılötesi radyasyona maruz kalma seviyesi yeterince yüksek kalırsa, uygun bir çalışma ve dinlenme modu seçilmelidir.
İnsan vücudu için faydaları
İnsan vücudunu etkileyen kızılötesi radyasyon, vazodilatasyon, organ ve dokuların oksijenle daha iyi doygunluğu nedeniyle kan dolaşımının iyileşmesine yol açar. Ayrıca vücut ısısının artması, ışınların derideki sinir uçlarına etkisinden dolayı analjezik etkiye sahiptir.
Kızılötesi radyasyonun etkisi altında yapılan ameliyatın bir takım avantajları olduğu fark edilmiştir:
- ameliyat sonrası ağrıya katlanmak biraz daha kolaydır;
- hızlı hücre yenilenmesi;
- Kızılötesi radyasyonun kişi üzerindeki etkisi, açık kavitelerde ameliyat yapılması durumunda iç organların soğumasını engeller, bu da şok riskini az altır.
Yanıklı hastalarda, kızılötesi radyasyon nekrozu giderme ve daha erken bir aşamada otoplasti yapma imkanı yaratır. Ayrıca ateş süresi kısalır, anemi ve hipoproteinemi daha az belirginleşir ve komplikasyon sıklığı azalır.
Kızılötesi radyasyonun spesifik olmayan bağışıklığı artırarak bazı pestisitlerin etkisini zayıflatabileceği kanıtlanmıştır. Birçoğumuz rinit tedavisini ve soğuk algınlığının diğer bazı belirtilerini mavi IR lambalarıyla biliyoruz.
İnsanlara zarar verir
Kızılötesi radyasyonun insan vücuduna verdiği zararın da çok önemli olabileceğini belirtmekte fayda var. En belirgin ve yaygın vakalar cilt yanıkları ve dermatittir. Kızılötesi spektrumun zayıf dalgalarına çok uzun süre maruz kaldığında veya yoğun ışınlama sırasında ortaya çıkabilirler. Tıbbi prosedürler söz konusu olduğunda, nadirdir, ancak yine de uygun olmayan tedavi ile sıcak çarpması, asteni ve ağrının alevlenmesi meydana gelir.
Modern sorunlardan biri göz yanıklarıdır. Onlar için en tehlikeli olanı, dalga boyları 0.76-1.5 mikron aralığında olan IR ışınlarıdır. Etkileri altında, lens ve sulu mizah ısıtılır ve bu da çeşitli bozukluklara yol açabilir. En yaygın yan etkilerden biri fotofobidir. Bu, lazer işaretçilerle oynayan çocuklar ve kişisel koruyucu ekipmanı ihmal eden kaynakçılar tarafından hatırlanmalıdır.
Tıpta IR ışınları
Kızılötesi radyasyonla tedavi yerel ve geneldir. İlk durumda, vücudun belirli bir kısmı üzerinde yerel bir eylem gerçekleştirilir ve ikincisinde, tüm vücut ışınların etkisine maruz kalır. Tedavinin seyri hastalığa bağlıdır ve 15-30 dakikalık 5 ila 20 seans arasında değişebilir. Prosedürleri gerçekleştirirken, bir ön koşulkoruyucu ekipman kullanımı. Göz sağlığını korumak için özel karton pedler veya gözlükler kullanılır.
İlk işlemden sonra cilt yüzeyinde yaklaşık bir saat sonra geçen, sınırları belirsiz kızarıklıklar belirir.
Kızılötesi yayıcıların eylemi
Birçok tıbbi cihazın bulunmasıyla, insanlar bunları kişisel kullanım için satın alıyor. Ancak bu tür cihazların özel gereksinimleri karşılaması ve güvenlik yönetmeliklerine uygun olarak kullanılması gerektiği unutulmamalıdır. Ancak en önemlisi, herhangi bir tıbbi cihaz gibi kızılötesi dalga yayıcıların da bir takım hastalıklar için kullanılamayacağını anlamak önemlidir.
| Dalga boyu, µm | Faydalı eylem |
| 9.5 µm | Açlık, karbon tetraklorür zehirlenmesi, immünosupresanların kullanımından kaynaklanan immün yetmezlik durumlarında immüno-düzeltici etki. Bağışıklığın hücresel bağlantısının normal göstergelerinin restorasyonuna yol açar. |
| 16.25 mikron | Antioksidan etki. Süperoksitler ve hidroperoksitlerden serbest radikallerin oluşması ve bunların rekombinasyonu nedeniyle gerçekleştirilir. |
| 8, 2 ve 6,4 µm | Prostaglandin hormonlarının sentezi üzerindeki etki nedeniyle bağırsak mikroflorasının antibakteriyel etkisi ve normalleşmesi, bağışıklık düzenleyici bir etkiye yol açar. |
| 22,5 µm | Birçok çeviride sonuçlarkan pıhtıları ve aterosklerotik plaklar gibi çözünmeyen bileşikler, vücuttan atılmalarını sağlayan çözünür bir duruma gelir. |
Bu nedenle kalifiye bir uzman, deneyimli bir doktor bir tedavi yöntemi seçmelidir. Yayılan kızılötesi dalgaların uzunluğuna bağlı olarak cihazlar farklı amaçlar için kullanılabilir.
