Infrarotbereich. Wie wirkt sich Infrarotstrahlung auf den menschlichen Körper aus? Folgen und mögliche Komplikationen

Infrarotstrahlung ist der Teil des Sonnenstrahlungsspektrums, der direkt an den roten Teil des sichtbaren Spektrums angrenzt. Das menschliche Auge kann in diesem Bereich des Spektrums nicht sehen, wir können diese Strahlung jedoch als Wärme spüren.

Infrarotstrahlung hat zwei wichtige Eigenschaften: die Wellenlänge (Frequenz) der Strahlung und die Intensität der Strahlung. Abhängig von der Wellenlänge werden drei Bereiche der Infrarotstrahlung unterschieden: nah (0,75–1,5 Mikrometer), mittel (1,5–5,6 Mikrometer) und fern (5,6–100 Mikrometer). Unter Berücksichtigung der physiologischen Eigenschaften des Menschen unterteilt die moderne Medizin den Infrarotbereich des Strahlungsspektrums in 3 Bereiche:

• Wellenlänge 0,75–1,5 Mikrometer – Strahlung, die tief in die menschliche Haut eindringt (IR-A-Bereich);
• Wellenlänge 1,5–5 Mikrometer – Strahlung, die von der Epidermis und der Bindegewebsschicht der Haut absorbiert wird (IR-B-Bereich);
• Wellenlänge über 5 Mikrometer – auf der Hautoberfläche absorbierte Strahlung (IR-C-Bereich). Darüber hinaus wird die größte Penetration im Bereich von 0,75 bis 3 Mikrometern beobachtet und dieser Bereich wird als „therapeutisches Transparenzfenster“ bezeichnet.

Abbildung 1 (Originalquelle – Journal of Biomedical Optics 12(4), 044012 Juli/August 2007) zeigt die Absorptionsspektren der IR-Strahlung für Wasser und Gewebe menschlicher Organe in Abhängigkeit von der Wellenlänge. Es wird darauf hingewiesen, dass das Gewebe des menschlichen Körpers zu 98 % aus Wasser besteht, und diese Tatsache erklärt die Ähnlichkeit der Absorptionseigenschaften von Infrarotstrahlung im Spektralbereich von 1,5–10 Mikrometern.

Wenn wir die Tatsache berücksichtigen, dass Wasser selbst IR-Strahlung im Bereich von 1,5 bis 10 Mikrometern mit Peaks bei Wellenlängen von 2,93, 4,7 und 6,2 Mikrometern intensiv absorbiert (Yukhnevich G.V. Infrarotspektroskopie von Wasser, M, 1973), dann ist dies am effektivsten Für Heiz- und Trocknungsprozesse kommen IR-Strahler in Betracht, die im mittleren und fernen Infrarotspektrum mit einer Spitzenstrahlungsintensität im Wellenlängenbereich von 1,5–6,5 μm emittieren.

Die Gesamtenergiemenge, die pro Zeiteinheit von einer Einheit strahlender Oberfläche abgegeben wird, wird als Emissionsgrad des IR-Strahlers E, W/m² bezeichnet. Die Strahlungsenergie hängt von der Wellenlänge λ und der Temperatur der emittierenden Oberfläche ab und ist eine integrale Kenngröße, da sie die Strahlungsenergie von Wellen aller Längen berücksichtigt. Der auf das Wellenlängenintervall dλ bezogene Emissionsgrad wird als Strahlungsintensität I, W/(m²∙μm) bezeichnet.

Durch die Integration des Ausdrucks (1) können wir den Emissionsgrad (spezifische integrale Strahlungsenergie) basierend auf dem experimentell ermittelten Strahlungsintensitätsspektrum im Wellenlängenbereich von λ1 bis λ2 bestimmen:

Abbildung 2 zeigt die Emissionsintensitätsspektren von NOMAKON™ IKN-101 IR-Strahlern, die bei verschiedenen elektrischen Nennleistungen des Strahlers erhalten wurden: 1000 W, 650 W, 400 W und 250 W.

Mit zunehmender Leistung des Emitters und damit der Temperatur der emittierenden Oberfläche nimmt die Intensität der Strahlung zu und das Strahlungsspektrum verschiebt sich zu kürzeren Wellenlängen (Wiener Verschiebungsgesetz). In diesem Fall liegt die Spitzenstrahlungsintensität (85–90 % des Spektrums) im Wellenlängenbereich von 1,5–6 Mikrometern, was der optimalen Physik des Infrarot-Heiz- und Trocknungsprozesses für diesen Fall entspricht.

Die Intensität der Infrarotstrahlung und damit die spezifische Strahlungsenergie nimmt mit zunehmender Entfernung von der Strahlungsquelle ab. Abbildung 3 zeigt die Kurven der Änderungen der spezifischen Strahlungsenergie von NOMAKON™ IKN-101-Keramikstrahlern in Abhängigkeit vom Abstand zwischen der emittierenden Oberfläche und dem Messpunkt senkrecht zur emittierenden Oberfläche. Die Messungen erfolgten mit einem selektiven Radiometer im Wellenlängenbereich von 1,5–8 μm und anschließender Integration der Strahlungsintensitätsspektren. Wie aus der Grafik ersichtlich ist, nimmt die spezifische Strahlungsenergie E, W/m² umgekehrt proportional zum Abstand L, m zur Strahlungsquelle ab.

Infrarotstrahlung. Entdeckung der Infrarotstrahlung

Definition 1

Unter Infrarotstrahlung(IR) bezeichnet eine Energieform oder Heizmethode, bei der Wärme von einem Körper auf einen anderen Körper übertragen wird.

Im Laufe seines Lebens ist der Mensch ständig Infrarotstrahlung ausgesetzt und kann diese Energie als von einem Gegenstand ausgehende Wärme spüren. Infrarotstrahlung wird wahrgenommen menschliche Haut, die Augen sehen in diesem Spektrum nicht.

Natürliche Quelle Hohe Temperaturen sind unser Licht. Die Heiztemperatur hängt mit der Wellenlänge der Infrarotstrahlen zusammen, die kurz-, mittel- und langwellig sind.

Kurze Wellenlänge hat hohe Temperaturen und intensive Strahlung. Damals im Jahr 1800, ein englischer Astronom W. Herschel machte Beobachtungen der Sonne. Während er die Leuchte untersuchte, suchte er nach einer Möglichkeit, die Erwärmung des Instruments, mit dem diese Studien durchgeführt wurden, zu reduzieren. In einer Phase seiner Arbeit entdeckte der Wissenschaftler, dass hinter dem Gesättigten steckt in rot gelegen " maximale Hitze" Die Studie war der Beginn der Studie Infrarotstrahlung.

Wenn früher Quellen Infrarotstrahlung diente damals im Labor als heiße Körper oder elektrische Entladungen in Gasen Es wurden moderne Quellen erstellt Infrarotstrahlung mit einstellbarer oder fester Frequenz. Sie basieren auf Festkörper- und molekularen Gaslasern.

IN Nah-Infrarot(ungefähr 1,3 Mikrometer) Zur Registrierung der Strahlung verwenden sie spezielle Geräte Fotoplatten.

IN Ferninfrarot Strahlung wird registriert Bolometer- Hierbei handelt es sich um Detektoren, die auf Erwärmung durch Infrarotstrahlung empfindlich reagieren.

Infrarotwellen haben verschiedene Längen Daher wird auch ihre Durchschlagskraft unterschiedlich sein.

Lange Welle Strahlen, die zum Beispiel von der Sonne kommen, ruhig passieren die Erdatmosphäre, gleichzeitig, ohne es zu erhitzen. Indem sie feste Körper durchdringen, erhöhen sie deren Temperatur, was für alles Leben auf dem Planeten von großer Bedeutung ist Fernstrahlung.

Es ist interessant, dass in konstantes ausgleichendes Make-up alle lebenden Körper benötigen, die auch das gleiche Wärmespektrum abgeben. Ohne eine solche Aufladung sinkt die Temperatur eines lebenden Körpers, was ihn anfällig für verschiedene Infektionen macht. Das zusätzliche Aufladung in Form von Infrarotstrahlung, so Wissenschaftler ziemlich nützlich als schädlich.

Anmerkung 1

Experten haben zahlreiche Tierversuche durchgeführt, die das gezeigt haben Infrarotstrahlen unterdrücken das Wachstum von Krebszellen, zerstören eine Reihe von Viren und neutralisieren die zerstörerische Wirkung elektromagnetischer Wellen. Langwellige Infrarotstrahlen erhöhen die vom Körper produzierte Insulinmenge und neutralisieren die Auswirkungen radioaktiver Belastung.

Anwendungen von Infrarotstrahlung

Infrarotstrahlung wird sowohl im Alltag als auch in verschiedenen Bereichen der menschlichen Tätigkeit häufig eingesetzt.

Seine Hauptanwendungsgebiete sind:

Thermografie. Mit IR-Strahlung können Sie die Temperatur von Objekten bestimmen, die sich in einiger Entfernung befinden. Wärmebildkameras werden häufig in industriellen und militärischen Anwendungen eingesetzt. Ihre Kameras können Infrarotstrahlung erkennen und ein Bild dieser Strahlung erstellen. Mit Wärmebildkameras können Sie ohne Beleuchtung alles in der Nähe „sehen“, da alle erhitzten Objekte Infrarot ausstrahlen.

Verfolgung. IR-Tracking wird beim Lenken von Raketen verwendet, in die ein Gerät namens „ Wärmesuchende" Da die Motoren von Maschinen und Mechanismen sowie der Mensch selbst Wärme abgeben, sind sie im Infrarotbereich deutlich sichtbar und von hier aus können Raketen leicht die Flugrichtung ermitteln.

Heizung. Als Wärmequelle erhöht IR die Temperatur und hat positive Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit, z.B. Infrarotsaunen, über die heute viel gesprochen wird. Sie werden zur Behandlung von Bluthochdruck, Herzinsuffizienz und rheumatoider Arthritis eingesetzt.

Meteorologie. Die Höhe der Wolken sowie die Temperatur der Wasser- und Landoberflächen werden mithilfe von Satelliten ermittelt, die Infrarotbilder aufnehmen. In solchen Bildern sind kalte Wolken weiß gefärbt, während warme Wolken grau gefärbt sind. Die heiße Erdoberfläche ist schwarz oder grau gestrichen.

Astronomie. Bei der Beobachtung von Himmelsobjekten nutzen Astronomen spezielle Infrarot-Teleskope. Dank dieser Teleskope identifizieren Wissenschaftler Protosterne, bevor sie sichtbares Licht aussenden, unterscheiden kühle Objekte und beobachten die Kerne von Galaxien.

Kunst. Und hier hat Infrarotstrahlung Anwendung gefunden. Kunstkritiker dank Infrarot Reflektogramme Sie sehen die unteren Schichten der Gemälde, die Skizzen des Künstlers. Dieses Gerät hilft, das Original von der Kopie zu unterscheiden und Fehler bei Restaurierungsarbeiten zu erkennen. Mit seiner Hilfe werden alte schriftliche Dokumente untersucht.

Medizin. Die heilenden Eigenschaften der Infrarottherapie sind weithin bekannt. Erhitzter Ton, Sand und Salz gelten seit langem als Heilmittel und wirken wohltuend auf den menschlichen Körper. IR hilft bei der Behandlung von Frakturen, verbessert den Stoffwechsel im Körper, bekämpft Fettleibigkeit, fördert die Wundheilung, verbessert die Durchblutung und wirkt sich positiv auf Gelenke und Muskeln aus.

Darüber hinaus werden therapeutische Wirkungen bei Krankheiten eingesetzt:

1. Chronische Bronchitis und Asthma bronchiale;
2. Lungenentzündung;
3. Chronische Cholezystitis und ihre Verschlimmerung;
4. Prostatitis mit eingeschränkter Potenz;
5. Rheumatoide Arthritis;
6. Bei Erkrankungen der Harnwege etc.

Um Infrarotstrahlen für medizinische Zwecke nutzen zu können, müssen Kontraindikationen berücksichtigt werden.

Sie können großen Schaden anrichten:

1. Wenn eine Person eitrige Krankheiten hat;
2. Versteckte Blutung;
3. Blutkrankheiten;
4. Neubildungen und vor allem bösartige;
5. Entzündliche Erkrankungen, meist akut.

Kurzwellen-IR wirken sich negativ auf das menschliche Gehirngewebe aus und führen zu „ Sonnenstich" Der Schaden liegt in diesem Fall auf der Hand. Eine Person verspürt Kopfschmerzen, Puls und Atmung werden schneller, das Sehvermögen wird dunkel und es kann zu Bewusstlosigkeit kommen. Bei weiterer Bestrahlung kann der Körper dieser nicht standhalten – es kommt zu einer Schwellung der Gewebe und Membranen des Gehirns und es treten Symptome einer Enzephalitis und Meningitis auf. Kurze Wellen Besonders schwere Schäden entstehen für das menschliche Auge und das Herz-Kreislauf-System.

Anmerkung 2

Es stellt sich also heraus, dass die Vorteile von IR für den Körper trotz der negativen Aspekte erheblich sind.

Infrarotschutz

Um die durch Infrarotstrahlung verursachten Schäden zu verringern und sich davor zu schützen, wurden Standards für für den Menschen unbedenkliche Infrarotstrahlung entwickelt.

Grundlegende Schutzmaßnahmen:

1. Veraltete Technologien müssen durch moderne ersetzt werden, die die Intensität der Strahlungsquelle verringern.
2. Die Verwendung von Sieben aus Metallgeflecht und Ketten, die offene Ofenöffnungen mit Asbest auskleiden;
3. Obligatorischer Personenschutz und vor allem Augenschutz durch Brillen mit Lichtfilter;
4. Körperschutz mit Leinen- oder Halbleinen-Overalls;
5. Rationelles Arbeits- und Ruheregime;
6. Obligatorische medizinische und präventive Maßnahmen für Mitarbeiter.

Infrarotstrahlung ist elektromagnetische Strahlung, die an der Grenze zum roten Spektrum des sichtbaren Lichts liegt. Das menschliche Auge kann dieses Spektrum nicht sehen, wir spüren es jedoch auf unserer Haut als Wärme. Bei Einwirkung von Infrarotstrahlen erwärmen sich Gegenstände. Je kürzer die Wellenlänge der Infrarotstrahlung ist, desto stärker ist der thermische Effekt.

Nach Angaben der Internationalen Organisation für Normung (ISO) wird Infrarotstrahlung in drei Bereiche unterteilt: nah, mittel und fern. In der Medizin werden bei der gepulsten Infrarot-LED-Therapie (LEDT) nur Wellenlängen im nahen Infrarotbereich verwendet, da diese nicht von der Hautoberfläche gestreut werden und subkutane Strukturen durchdringen.

Das Spektrum der Nahinfrarotstrahlung ist auf 740 bis 1400 nm begrenzt, mit zunehmender Wellenlänge nimmt jedoch die Fähigkeit der Strahlen, Gewebe zu durchdringen, aufgrund der Absorption von Photonen durch Wasser ab. „RIKTA“-Geräte verwenden Infrarotdioden mit einer Wellenlänge im Bereich von 860-960 nm und einer durchschnittlichen Leistung von 60 mW (+/- 30).

Die Strahlung von Infrarotstrahlen ist nicht so tief wie Laserstrahlung, hat aber ein breiteres Wirkungsspektrum. Es hat sich gezeigt, dass die Phototherapie die Wundheilung beschleunigt, Entzündungen reduziert und Schmerzen lindert, indem sie auf das Unterhautgewebe einwirkt und die Zellproliferation und -adhäsion im Gewebe fördert.

LEDT fördert intensiv die Erwärmung des Gewebes von Oberflächenstrukturen, verbessert die Mikrozirkulation, stimuliert die Zellregeneration, hilft, den Entzündungsprozess zu reduzieren und das Epithel wiederherzustellen.

WIRKSAMKEIT DER INFRAROTSTRAHLUNG BEI DER BEHANDLUNG DES MENSCHEN

LEDT wird als Ergänzung zur Low-Intensity-Lasertherapie mit RIKTA-Geräten eingesetzt und hat therapeutische und präventive Wirkungen.

Die Einwirkung von Infrarotstrahlung beschleunigt Stoffwechselprozesse in Zellen, aktiviert Regenerationsmechanismen und verbessert die Blutversorgung. Die Wirkung von Infrarotstrahlung ist komplex und hat folgende Auswirkungen auf den Körper:

Vergrößerung des Durchmessers der Blutgefäße und Verbesserung der Blutzirkulation;

Aktivierung der zellulären Immunität;

Linderung von Gewebeschwellungen und Entzündungen;

Linderung von Schmerzsyndromen;

verbesserter Stoffwechsel;

emotionalen Stress abbauen;

Wiederherstellung des Wasser-Salz-Gleichgewichts;

Normalisierung des Hormonspiegels.

Wenn Infrarotstrahlen der Haut ausgesetzt werden, reizen sie Rezeptoren und übertragen ein Signal an das Gehirn. Das Zentralnervensystem reagiert reflexartig, stimuliert den gesamten Stoffwechsel und erhöht die allgemeine Immunität.

Die hormonelle Reaktion fördert die Erweiterung des Lumens mikrozirkulatorischer Wachstumsgefäße und verbessert so die Durchblutung. Dies führt zu einer Normalisierung des Blutdrucks und einem besseren Sauerstofftransport zu Organen und Geweben.

SICHERHEIT

Trotz der Vorteile der gepulsten Infrarot-LED-Therapie muss die Exposition gegenüber Infrarotstrahlung dosiert werden. Unkontrollierte Bestrahlung kann zu Verbrennungen, Hautrötungen und Überhitzung des Gewebes führen.

Die Anzahl und Dauer der Eingriffe, die Häufigkeit und der Bereich der Infrarotstrahlung sowie andere Behandlungsmerkmale sollten von einem Spezialisten verordnet werden.

ANWENDUNG VON INFRAROTSTRAHLUNG

Die LEDT-Therapie hat eine hohe Wirksamkeit bei der Behandlung verschiedener Krankheiten gezeigt: Lungenentzündung, Grippe, Halsschmerzen, Asthma bronchiale, Vaskulitis, Dekubitus, Krampfadern, Herzerkrankungen, Erfrierungen und Verbrennungen, einige Formen von Dermatitis, Erkrankungen des peripheren Nervensystems und bösartige Erkrankungen Hauttumoren.

Infrarotstrahlung hat zusammen mit elektromagnetischer Strahlung und Laserstrahlung eine erholsame Wirkung und hilft bei der Behandlung und Vorbeugung vieler Krankheiten. Das Rikta-Gerät kombiniert Mehrkomponentenstrahlung und ermöglicht Ihnen eine maximale Wirkung kurzfristig. Ein Infrarot-Strahlungsgerät können Sie bei kaufen.

In verschiedenen Lebensbereichen nutzen Menschen Infrarotstrahlen. Nutzen und Schaden der Strahlung hängen von der Wellenlänge und der Einwirkungszeit ab.

Im Alltag ist der Mensch ständig Infrarotstrahlung (IR-Strahlung) ausgesetzt. Seine natürliche Quelle ist die Sonne. Zu den künstlichen gehören elektrische Heizelemente und Glühlampen sowie alle erhitzten oder heißen Körper. Diese Art von Strahlung wird in Heizgeräten, Heizsystemen, Nachtsichtgeräten und Fernbedienungen verwendet. Das Funktionsprinzip medizinischer Geräte für die Physiotherapie basiert auf Infrarotstrahlung. Was sind Infrarotstrahlen? Welchen Nutzen und welchen Schaden hat diese Art von Strahlung?

Was ist IR-Strahlung?

IR-Strahlung ist elektromagnetische Strahlung, eine Energieform, die Objekte erhitzt und dem roten Spektrum des sichtbaren Lichts benachbart ist. Das menschliche Auge sieht in diesem Spektrum nichts, wir spüren diese Energie jedoch als Wärme. Mit anderen Worten: Der Mensch nimmt die Infrarotstrahlung von erhitzten Gegenständen mit seiner Haut als Wärmeempfinden wahr.

Infrarotstrahlen sind kurzwellig, mittelwellig und langwellig. Die von einem erhitzten Objekt emittierten Wellenlängen hängen von der Heiztemperatur ab. Je höher sie ist, desto kürzer ist die Wellenlänge und desto intensiver ist die Strahlung.

Erstmals wurde die biologische Wirkung dieser Strahlungsart am Beispiel von Zellkulturen, Pflanzen und Tieren untersucht. Es wurde festgestellt, dass unter dem Einfluss von IR-Strahlen die Entwicklung der Mikroflora unterdrückt und Stoffwechselprozesse durch die Aktivierung des Blutflusses verbessert werden. Diese Strahlung verbessert nachweislich die Durchblutung und wirkt schmerzstillend und entzündungshemmend. Es wurde festgestellt, dass Patienten nach der Operation unter dem Einfluss von Infrarotstrahlung postoperative Schmerzen besser ertragen können und ihre Wunden schneller heilen. Es wurde festgestellt, dass IR-Strahlung zur Erhöhung der unspezifischen Immunität beiträgt, wodurch die Wirkung von Pestiziden und Gammastrahlung verringert und auch der Genesungsprozess nach einer Grippe beschleunigt wird. IR-Strahlen stimulieren die Entfernung von Cholesterin, Abfallstoffen, Giftstoffen und anderen Schadstoffen aus dem Körper über Schweiß und Urin.

Die Vorteile von Infrarotstrahlen

Aufgrund dieser Eigenschaften wird Infrarotstrahlung in der Medizin häufig eingesetzt. Doch der Einsatz von Breitspektrum-Infrarotstrahlung kann zu einer Überhitzung des Körpers und Rötungen der Haut führen. Gleichzeitig hat langwellige Strahlung keine negativen Auswirkungen, daher sind im Alltag und in der Medizin eher langwellige Geräte oder Strahler mit selektiven Wellenlängen verbreitet.

Die Einwirkung langwelliger Infrarotstrahlen fördert folgende Prozesse im Körper:

• Normalisierung des Blutdrucks durch Anregung der Durchblutung
• Verbesserung der Gehirndurchblutung und des Gedächtnisses
• Reinigung des Körpers von Giftstoffen und Schwermetallsalzen
• Normalisierung des Hormonspiegels
• Stoppen Sie die Ausbreitung schädlicher Keime und Pilze
• Wiederherstellung des Wasser-Salz-Gleichgewichts
• Schmerzlindernde und entzündungshemmende Wirkung
• Stärkung des Immunsystems.

Die therapeutische Wirkung von Infrarotstrahlen kann bei folgenden Krankheiten und Beschwerden genutzt werden:

• Asthma bronchiale und Verschlimmerung einer chronischen Bronchitis
• fokale Pneumonie im Auflösungsstadium
• chronische Gastroduodenitis
• hypermotorische Dyskinesie der Verdauungsorgane
• chronische akalkulöse Cholezystitis
• spinale Osteochondrose mit neurologischen Manifestationen
• rheumatoide Arthritis in Remission
• Verschlimmerung der deformierenden Arthrose der Hüft- und Kniegelenke
• auslöschende Arteriosklerose der Beingefäße, Neuropathie der peripheren Beinnerven
• Verschlimmerung einer chronischen Zystitis
• Urolithiasis-Krankheit
• Verschlimmerung einer chronischen Prostatitis mit verminderter Potenz
• infektiöse, alkoholische, diabetische Polyneuropathien der Beine
• chronische Adnexitis und Funktionsstörung der Eierstöcke
• Entzugserscheinungen

Das Erhitzen mit Infrarotstrahlung trägt zur Stärkung des Immunsystems bei, unterdrückt das Wachstum von Bakterien in der Umwelt und im menschlichen Körper und verbessert den Zustand der Haut, indem es die Blutzirkulation in der Haut erhöht. Luftionisierung hilft, eine Verschlimmerung der Allergie zu verhindern.

Wenn IR-Strahlung schädlich sein kann

Bevor Sie Infrarotstrahlen für medizinische Zwecke nutzen, müssen Sie zunächst bestehende Kontraindikationen berücksichtigen. Schäden durch ihre Verwendung können in folgenden Fällen auftreten:

• Akute eitrige Erkrankungen
• Blutung
• Akute entzündliche Erkrankungen, die zur Dekompensation von Organen und Systemen führen
• Systemische Blutkrankheiten
• Bösartige Neubildungen

Darüber hinaus führt eine übermäßige Einwirkung von Breitspektrum-Infrarotstrahlen zu starken Hautrötungen und kann zu Verbrennungen führen. Es sind Fälle von Tumoren im Gesicht von Arbeitern in der Metallurgie bekannt, die auf eine längere Exposition gegenüber dieser Art von Strahlung zurückzuführen sind. Es gab auch Fälle von Dermatitis und Hitzschlag.

Infrarotstrahlen, insbesondere im Bereich von 0,76 – 1,5 Mikrometer (kurzwelliger Bereich), stellen eine Gefahr für die Augen dar. Eine längere und längere Strahlenexposition kann zur Entwicklung von Katarakten, Photophobie und anderen Sehbehinderungen führen. Aus diesem Grund ist es nicht ratsam, sich über einen längeren Zeitraum Kurzwellenheizungen auszusetzen. Je näher eine Person an einem solchen Heizgerät ist, desto weniger Zeit sollte sie in der Nähe dieses Geräts verbringen. Es ist zu beachten, dass dieser Heizungstyp für die Außen- oder lokale Beheizung bestimmt ist. Langwellen-Infrarotstrahler werden zur Beheizung von Wohn- und Industrieräumen für Langzeitaufenthalte eingesetzt.

William Herschel bemerkte als erster, dass sich hinter dem roten Rand des mit einem Prisma aufgenommenen Sonnenspektrums unsichtbare Strahlung befand, die das Thermometer aufheizte. Diese Strahlung wurde später thermische oder Infrarotstrahlung genannt.

Nahinfrarotstrahlung ist dem sichtbaren Licht sehr ähnlich und wird von denselben Instrumenten erfasst. Im mittleren und fernen IR werden Bolometer verwendet, um Veränderungen zu erkennen.

Der gesamte Planet Erde und alle darauf befindlichen Objekte, sogar Eis, leuchten im mittleren Infrarotbereich. Dadurch wird die Erde nicht durch Sonnenwärme überhitzt. Doch nicht die gesamte Infrarotstrahlung durchdringt die Atmosphäre. Es gibt nur wenige transparente Fenster; der Rest der Strahlung wird von Kohlendioxid, Wasserdampf, Methan, Ozon und anderen Treibhausgasen absorbiert, die eine schnelle Abkühlung der Erde verhindern.

Aufgrund der atmosphärischen Absorption und der Wärmestrahlung von Objekten werden Teleskope im mittleren und fernen Infrarot in den Weltraum gebracht und auf die Temperatur von flüssigem Stickstoff oder sogar Helium abgekühlt.

Der Infrarotbereich ist für Astronomen einer der interessantesten. Es enthält kosmischen Staub, der für die Entstehung von Sternen und die Entwicklung von Galaxien wichtig ist. IR-Strahlung durchdringt Wolken aus kosmischem Staub besser als sichtbare Strahlung und ermöglicht es, Objekte zu sehen, die in anderen Teilen des Spektrums für die Beobachtung unzugänglich sind.

Quellen

Ein Fragment eines der sogenannten Hubble Deep Fields. Im Jahr 1995 sammelte ein Weltraumteleskop zehn Tage lang Licht aus einem Teil des Himmels. Dadurch war es möglich, extrem lichtschwache Galaxien in einer Entfernung von bis zu 13 Milliarden Lichtjahren (weniger als eine Milliarde Jahre vom Urknall entfernt) zu sehen. Sichtbares Licht von so weit entfernten Objekten erfährt eine deutliche Rotverschiebung und wird in Infrarot.

Die Beobachtungen wurden in einer Region weit entfernt von der galaktischen Ebene durchgeführt, wo relativ wenige Sterne sichtbar sind. Daher handelt es sich bei den meisten registrierten Objekten um Galaxien in unterschiedlichen Entwicklungsstadien.

Die riesige Spiralgalaxie, auch M104 genannt, befindet sich in einem Galaxienhaufen im Sternbild Jungfrau und ist für uns fast von der Kante sichtbar. Sie hat einen riesigen zentralen Bulge (eine kugelförmige Verdickung im Zentrum der Galaxie) und enthält etwa 800 Milliarden Sterne – zwei- bis dreimal mehr als die Milchstraße.

Im Zentrum der Galaxie befindet sich ein supermassereiches Schwarzes Loch mit einer Masse von etwa einer Milliarde Sonnenmassen. Dies wird durch die Bewegungsgeschwindigkeit der Sterne in der Nähe des Zentrums der Galaxie bestimmt. Im Infrarotbereich ist in der Galaxie, in der aktiv Sterne entstehen, deutlich ein Ring aus Gas und Staub zu erkennen.

Empfänger

Hauptspiegeldurchmesser 85 cm Hergestellt aus Beryllium und auf eine Temperatur von 5,5 gekühlt ZU um die eigene Infrarotstrahlung des Spiegels zu reduzieren.

Das Teleskop wurde im August 2003 im Rahmen des Programms gestartet Die vier großen Observatorien der NASA, einschließlich:

• Compton Gamma-ray Observatory (1991–2000, 20 keV-30 GeV), siehe Himmel bei 100 MeV Gammastrahlen,
• Chandra-Röntgenobservatorium (1999, 100 e.V-10 keV),
• Hubble-Weltraumteleskop (1990, 100–2100 nm),
• Spitzer-Infrarotteleskop (2003, 3–180 µm).

Das Spitzer-Teleskop wird voraussichtlich eine Lebensdauer von etwa fünf Jahren haben. Das Teleskop erhielt seinen Namen zu Ehren des Astrophysikers Lyman Spitzer (1914–97), der 1946, lange vor dem Start des ersten Satelliten, den Artikel „Vorteile für die Astronomie eines außerirdischen Observatoriums“ veröffentlichte und 30 Jahre später die NASA und überzeugte Der amerikanische Kongress beginnt mit der Entwicklung eines Weltraumteleskops.

Sky-Bewertungen

Nahinfrarot-Himmel 1–4 µm und im mittleren Infrarotbereich 25 µm(COBE/DIRBE)

Im nahen Infrarotbereich ist die Galaxie noch deutlicher sichtbar als im sichtbaren Bereich.

Doch im mittleren Infrarotbereich ist die Galaxie kaum sichtbar. Beobachtungen werden durch Staub im Sonnensystem stark erschwert. Es liegt entlang der Ekliptikebene, die in einem Winkel von etwa 50 Grad zur galaktischen Ebene geneigt ist.

Beide Durchmusterungen wurden mit dem DIRBE-Instrument (Diffuse Infrared Background Experiment) an Bord des COBE-Satelliten (Cosmic Background Explorer) durchgeführt. Dieses 1989 begonnene Experiment lieferte vollständige Karten der Infrarot-Himmelhelligkeit im Bereich von 1,25 bis 240 µm.

Terrestrische Anwendung

Das Gerät basiert auf einem elektronenoptischen Wandler (EOC), der es ermöglicht, schwaches sichtbares oder infrarotes Licht deutlich (von 100 bis 50.000 Mal) zu verstärken.

Die Linse erzeugt auf der Fotokathode ein Bild, aus dem wie bei einem PMT Elektronen herausgeschlagen werden. Anschließend werden sie durch Hochspannung (10–20) beschleunigt kV), werden durch Elektronenoptik (ein elektromagnetisches Feld mit speziell ausgewählter Konfiguration) fokussiert und fallen auf einen fluoreszierenden Bildschirm, der einem Fernseher ähnelt. Darauf wird das Bild durch Okulare betrachtet.

Die Beschleunigung von Photoelektronen ermöglicht es, bei schlechten Lichtverhältnissen buchstäblich jedes Lichtquant zu nutzen, um ein Bild zu erhalten, bei völliger Dunkelheit ist jedoch eine Hintergrundbeleuchtung erforderlich. Um die Anwesenheit eines Beobachters nicht zu verraten, verwenden sie einen Nahinfrarot-Illuminator (760–3000). nm).

Es gibt auch Geräte, die die Eigenwärmestrahlung von Objekten im mittleren IR-Bereich erfassen (8–14). µm). Solche Geräte werden Wärmebildkameras genannt; sie ermöglichen es Ihnen, aufgrund ihres thermischen Kontrasts zum umgebenden Hintergrund eine Person, ein Tier oder einen erhitzten Motor zu erkennen.

Die gesamte von einer Elektroheizung verbrauchte Energie wird letztlich in Wärme umgewandelt. Ein erheblicher Teil der Wärme wird durch Luft abtransportiert, die mit der heißen Oberfläche in Kontakt kommt, sich ausdehnt und aufsteigt, sodass vor allem die Decke erwärmt wird.

Um dies zu vermeiden, sind Heizgeräte mit Ventilatoren ausgestattet, die warme Luft beispielsweise zu den Füßen einer Person leiten und dabei helfen, die Luft im Raum zu durchmischen. Es gibt aber noch eine andere Möglichkeit, Wärme auf umliegende Objekte zu übertragen: Infrarotstrahlung einer Heizung. Je heißer die Oberfläche und je größer ihre Fläche, desto stärker ist sie.

Um die Fläche zu vergrößern, werden Heizkörper flach ausgeführt. Die Oberflächentemperatur darf jedoch nicht hoch sein. Andere Heizgerätemodelle verwenden eine auf mehrere hundert Grad erhitzte Spirale (Rotglut) und einen konkaven Metallreflektor, der einen gerichteten Strahl Infrarotstrahlung erzeugt.