รังสีอินฟราเรดเป็นรูปแบบของรังสีตามธรรมชาติ ทุกคนสัมผัสกับมันทุกวัน พลังงานส่วนใหญ่ของดวงอาทิตย์มาถึงโลกของเราในรูปของรังสีอินฟราเรด อย่างไรก็ตาม ในโลกสมัยใหม่ มีอุปกรณ์หลายอย่างที่ใช้รังสีอินฟราเรด มันสามารถส่งผลกระทบต่อร่างกายมนุษย์ได้หลายวิธี ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับประเภทและวัตถุประสงค์ของการใช้อุปกรณ์เหล่านี้
นี่อะไร
รังสีอินฟราเรดหรือรังสีอินฟราเรดเป็นรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดหนึ่งที่ครอบครองบริเวณสเปกตรัมตั้งแต่แสงสีแดงที่มองเห็นได้ (ซึ่งมีความยาวคลื่น 0.74 ไมครอน) ไปจนถึงคลื่นวิทยุคลื่นสั้น (ความยาวคลื่น 1 -2 มม.) นี่เป็นพื้นที่ที่ค่อนข้างใหญ่ของสเปกตรัมดังนั้นจึงแบ่งออกเป็นสามส่วน:
- ใกล้ (0,74 - 2.5 µm);
- กลาง (2.5 - 50 ไมครอน);
- ไกล (50-2000 ไมครอน).
ประวัติการค้นพบ
ในปี 1800 นักวิทยาศาสตร์จากอังกฤษ W. Herschel ได้สังเกตว่าในส่วนที่มองไม่เห็นของสเปกตรัมสุริยะ (นอกแสงสีแดง) อุณหภูมิของเทอร์โมมิเตอร์จะเพิ่มขึ้น ต่อจากนั้น การอยู่ใต้บังคับของรังสีอินฟราเรดต่อกฎของเลนส์ได้รับการพิสูจน์และได้ข้อสรุปเกี่ยวกับความสัมพันธ์กับแสงที่มองเห็นได้
ขอบคุณผลงานของนักฟิสิกส์โซเวียต A. A. Glagoleva-Arkadyeva ผู้ได้รับคลื่นวิทยุที่มี λ=80 μm (ช่วง IR) ในปี 1923 การมีอยู่ของการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องจากการแผ่รังสีที่มองเห็นได้เป็นรังสีอินฟราเรดและคลื่นวิทยุ ได้รับการพิสูจน์จากการทดลอง ดังนั้น จึงมีข้อสรุปเกี่ยวกับธรรมชาติแม่เหล็กไฟฟ้าทั่วไป
ในธรรมชาติเกือบทุกอย่างสามารถเปล่งความยาวคลื่นที่สอดคล้องกับสเปกตรัมอินฟราเรด ซึ่งหมายความว่าเป็นแหล่งของรังสีอินฟราเรด ร่างกายมนุษย์ก็ไม่มีข้อยกเว้น เราทุกคนรู้ดีว่าทุกสิ่งรอบตัวประกอบด้วยอะตอมและไอออน แม้แต่มนุษย์ และอนุภาคที่ถูกกระตุ้นเหล่านี้ก็สามารถปล่อยสเปกตรัมอินฟราเรดได้ พวกเขาสามารถเข้าสู่สภาวะตื่นเต้นภายใต้อิทธิพลของปัจจัยต่างๆ เช่น การคายประจุไฟฟ้าหรือเมื่อถูกความร้อน ดังนั้น ในสเปกตรัมการแผ่รังสีของเปลวไฟของเตาแก๊สจะมีแถบที่มี λ=2.7 µm จากโมเลกุลของน้ำ และ λ=4.2 µm จากคาร์บอนไดออกไซด์
คลื่น IR ในชีวิตประจำวัน วิทยาศาสตร์ และอุตสาหกรรม
การใช้อุปกรณ์บางอย่างที่บ้านและที่ทำงาน เราไม่ค่อยถามตัวเองถึงผลกระทบของรังสีอินฟราเรดต่อร่างกายมนุษย์ในขณะเดียวกันเครื่องทำความร้อนอินฟราเรดค่อนข้างเป็นที่นิยมในปัจจุบัน ความแตกต่างพื้นฐานจากหม้อน้ำมันและคอนเวอร์เตอร์คือความสามารถในการให้ความร้อนไม่ใช่อากาศโดยตรง แต่เป็นวัตถุทั้งหมดในห้อง กล่าวคือ เฟอร์นิเจอร์ พื้นและผนังต้องได้รับความร้อนก่อน จากนั้นจึงปล่อยความร้อนสู่บรรยากาศ ในขณะเดียวกัน รังสีอินฟราเรดยังส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิต ทั้งมนุษย์และสัตว์เลี้ยงด้วย
รังสีอินฟราเรดยังใช้กันอย่างแพร่หลายในการส่งข้อมูลและการควบคุมระยะไกล โทรศัพท์มือถือจำนวนมากมีพอร์ตอินฟราเรดสำหรับแลกเปลี่ยนไฟล์ระหว่างกัน และรีโมททั้งหมดสำหรับเครื่องปรับอากาศ มิวสิคเซ็นเตอร์ ทีวี ของเล่นเด็กบางรุ่นก็ใช้รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าในช่วงอินฟราเรดเช่นกัน
การใช้รังสีอินฟราเรดในกองทัพและอวกาศ
รังสีอินฟราเรดที่สำคัญที่สุดสำหรับอุตสาหกรรมการบินและอวกาศและการทหาร บนพื้นฐานของโฟโตแคโทดที่ไวต่อรังสีอินฟราเรด (สูงถึง 1.3 ไมครอน) อุปกรณ์มองเห็นกลางคืน (กล้องส่องทางไกลสถานที่ท่องเที่ยว ฯลฯ) จะถูกสร้างขึ้น พวกมันยอมให้ในขณะฉายรังสีวัตถุด้วยรังสีอินฟราเรดเพื่อเล็งหรือสังเกตในที่มืดสนิท
ด้วยตัวรับรังสีอินฟราเรดที่มีความไวสูง การผลิตขีปนาวุธกลับบ้านจึงเกิดขึ้นได้ เซนเซอร์ในหัวจะตอบสนองต่อรังสีอินฟราเรดของเป้าหมาย ซึ่งมักจะอุ่นกว่าสิ่งแวดล้อม และนำขีปนาวุธไปยังเป้าหมาย ตามหลักการเดียวกันการตรวจจับชิ้นส่วนที่ทำความร้อนของเรือ เครื่องบิน รถถังโดยใช้เครื่องค้นหาทิศทางความร้อน
IR locators และ rangefinders สามารถตรวจจับวัตถุต่าง ๆ ในความมืดสนิทและวัดระยะห่างจากวัตถุเหล่านั้น อุปกรณ์พิเศษ - เครื่องกำเนิดควอนตัมแบบออปติคัลที่ปล่อยออกมาในพื้นที่อินฟราเรด ใช้สำหรับการสื่อสารในอวกาศและภาคพื้นดินในระยะยาว
รังสีอินฟราเรดในวิทยาศาสตร์
หนึ่งในปัญหาที่พบบ่อยที่สุดคือการศึกษาสเปกตรัมการแผ่รังสีและการดูดกลืนแสงในภูมิภาคอินฟราเรด ใช้ในการศึกษาคุณลักษณะของเปลือกอิเล็กตรอนของอะตอม เพื่อกำหนดโครงสร้างของโมเลกุลต่างๆ และนอกจากนี้ ในการวิเคราะห์เชิงคุณภาพและเชิงปริมาณของสารผสมต่างๆ
เนื่องจากความแตกต่างในสัมประสิทธิ์การกระเจิง การส่งผ่าน และการสะท้อนของร่างกายในรังสีที่มองเห็นได้และรังสีอินฟราเรด ภาพถ่ายที่ถ่ายภายใต้สภาวะที่แตกต่างกันจึงค่อนข้างแตกต่างกัน ภาพอินฟราเรดมักแสดงรายละเอียดมากขึ้น ภาพดังกล่าวมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านดาราศาสตร์
ศึกษาผลกระทบของรังสีอินฟราเรดในร่างกาย
ข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ครั้งแรกเกี่ยวกับผลกระทบของรังสีอินฟราเรดต่อร่างกายมนุษย์ย้อนหลังไปถึงปี 1960 ผู้เขียนงานวิจัยคือแพทย์ชาวญี่ปุ่น Tadashi Ishikawa ในระหว่างการทดลอง เขาสามารถพิสูจน์ได้ว่ารังสีอินฟราเรดมีแนวโน้มที่จะแทรกซึมลึกเข้าไปในร่างกายมนุษย์ ในเวลาเดียวกัน กระบวนการควบคุมอุณหภูมิก็เกิดขึ้น คล้ายกับปฏิกิริยากับการอยู่ในห้องซาวน่า อย่างไรก็ตาม เหงื่อออกเริ่มต้นที่อุณหภูมิแวดล้อมที่ต่ำกว่า (มันอยู่ที่ประมาณ 50°C) และความร้อนของอวัยวะภายในก็เกิดขึ้นได้ลึกขึ้นมาก
ในช่วงที่ร้อนนี้ การไหลเวียนโลหิตจะเพิ่มขึ้น หลอดเลือดของระบบทางเดินหายใจ เนื้อเยื่อใต้ผิวหนัง และผิวหนังจะขยายตัว อย่างไรก็ตาม การได้รับรังสีอินฟราเรดเป็นเวลานานในบุคคลอาจทำให้เกิดโรคลมแดด และรังสีอินฟราเรดที่แรงทำให้เกิดแผลไหม้ในระดับต่างๆ
การป้องกัน IR
มีกิจกรรมเล็กๆ น้อยๆ ที่มุ่งลดความเสี่ยงของการได้รับรังสีอินฟราเรดในร่างกายมนุษย์:
- ลดความเข้มของรังสี. ทำได้โดยการเลือกอุปกรณ์เทคโนโลยีที่เหมาะสม การเปลี่ยนอุปกรณ์ที่ล้าสมัยอย่างทันท่วงที ตลอดจนการจัดวางที่สมเหตุสมผล
- การไล่คนงานออกจากแหล่งกำเนิดรังสี หากสายการผลิตอนุญาต ควรใช้รีโมทคอนโทรลของสายการผลิต
- การติดตั้งหน้าจอป้องกันบนต้นทางหรือที่ทำงาน รั้วดังกล่าวสามารถจัดได้สองวิธีเพื่อลดผลกระทบของรังสีอินฟราเรดต่อร่างกายมนุษย์ ในกรณีแรกจะต้องสะท้อนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และในกรณีที่สอง จะต้องหน่วงเวลาและแปลงพลังงานรังสีเป็นพลังงานความร้อน ตามด้วยการกำจัดออก เนื่องจากหน้าจอป้องกันไม่ควรกีดกันผู้เชี่ยวชาญของโอกาสในการตรวจสอบกระบวนการที่เกิดขึ้นในการผลิตจึงทำให้โปร่งใสหรือโปร่งแสงได้ สำหรับสิ่งนี้ซิลิเกตหรือแก้วควอทซ์ ตาข่ายโลหะ และโซ่
- ฉนวนกันความร้อนหรือความเย็นของพื้นผิวที่ร้อน วัตถุประสงค์หลักของฉนวนกันความร้อนคือการลดความเสี่ยงที่จะเกิดการไหม้ของพนักงาน
- อุปกรณ์ป้องกันภัยส่วนบุคคล (ชุดเอี๊ยมต่างๆ, แว่นครอบตาแบบมีฟิลเตอร์ไฟในตัว, ที่ป้องกัน)
- มาตรการป้องกัน. หากในระหว่างการกระทำข้างต้น ระดับการได้รับรังสีอินฟราเรดในร่างกายยังคงสูงเพียงพอ ก็ควรเลือกโหมดการทำงานและการพักผ่อนที่เหมาะสม
ประโยชน์ต่อร่างกายมนุษย์
รังสีอินฟราเรดที่ส่งผลต่อร่างกายมนุษย์ทำให้การไหลเวียนโลหิตดีขึ้นเนื่องจากการขยายตัวของหลอดเลือด ความอิ่มตัวของอวัยวะและเนื้อเยื่อดีขึ้นด้วยออกซิเจน นอกจากนี้ อุณหภูมิร่างกายที่เพิ่มขึ้นมีผลยาแก้ปวดเนื่องจากผลกระทบของรังสีที่ปลายประสาทในผิวหนัง
สังเกตได้ว่าการผ่าตัดภายใต้อิทธิพลของรังสีอินฟราเรดนั้นมีข้อดีหลายประการ:
- ปวดหลังผ่าตัดค่อนข้างจะทน
- ฟื้นฟูเซลล์เร็วขึ้น
- ผลกระทบของรังสีอินฟราเรดต่อบุคคลหลีกเลี่ยงการทำให้อวัยวะภายในเย็นลงในกรณีของการผ่าตัดในช่องเปิดซึ่งจะช่วยลดความเสี่ยงของการช็อก
ในผู้ป่วยแผลไฟไหม้ รังสีอินฟราเรดทำให้มีโอกาสกำจัดเนื้อร้ายออกได้ เช่นเดียวกับการทำศัลยกรรมอัตโนมัติในระยะก่อนหน้า นอกจากนี้ ระยะเวลาของไข้จะลดลง ภาวะโลหิตจางและภาวะโปรตีนต่ำมีความเด่นชัดน้อยลง และความถี่ของภาวะแทรกซ้อนก็ลดลง
ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ารังสีอินฟราเรดสามารถลดผลกระทบของยาฆ่าแมลงบางชนิดได้โดยการเพิ่มภูมิคุ้มกันที่ไม่จำเพาะเจาะจง พวกเราหลายคนรู้เกี่ยวกับการรักษาโรคจมูกอักเสบและอาการอื่น ๆ ของไข้หวัดด้วยหลอด IR สีฟ้า
เป็นอันตรายต่อมนุษย์
น่าสังเกตว่าอันตรายจากรังสีอินฟราเรดต่อร่างกายมนุษย์ก็มีนัยสำคัญเช่นกัน กรณีที่ชัดเจนและพบได้บ่อยที่สุดคือผิวหนังไหม้และผิวหนังอักเสบ สามารถเกิดขึ้นได้ทั้งกับการเปิดรับคลื่นความถี่อินฟราเรดที่อ่อนแอเป็นเวลานานเกินไปหรือในระหว่างการฉายรังสีที่รุนแรง เมื่อพูดถึงหัตถการนั้นหายาก แต่ถึงกระนั้น จังหวะความร้อน อาการอ่อนเปลี้ยเพลียแรง และอาการปวดรุนแรงขึ้น ก็เกิดขึ้นได้กับการรักษาที่ไม่เหมาะสม
ปัญหาอย่างหนึ่งคือตาไหม้ สิ่งที่อันตรายที่สุดสำหรับพวกเขาคือรังสีอินฟราเรดที่มีความยาวคลื่นอยู่ในช่วง 0.76-1.5 ไมครอน ภายใต้อิทธิพลของเลนส์และอารมณ์ขันในน้ำซึ่งอาจนำไปสู่ความผิดปกติต่างๆ ผลข้างเคียงที่พบบ่อยที่สุดคืออาการกลัวแสง เด็ก ๆ ที่เล่นกับเลเซอร์พอยน์เตอร์และช่างเชื่อมที่ละเลยอุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคลควรจดจำสิ่งนี้
รังสีอินฟราเรดในยา
การรักษาด้วยรังสีอินฟราเรดเป็นแบบเฉพาะที่และทั่วไป ในกรณีแรก การกระทำในท้องถิ่นจะดำเนินการในบางส่วนของร่างกาย และในกรณีที่สอง ร่างกายทั้งหมดสัมผัสกับการกระทำของรังสี หลักสูตรของการรักษาขึ้นอยู่กับโรคและสามารถอยู่ในช่วง 5 ถึง 20 ครั้ง 15-30 นาที เมื่อดำเนินการตามขั้นตอนข้อกำหนดเบื้องต้นคือการใช้อุปกรณ์ป้องกัน เพื่อรักษาสุขภาพดวงตา ใช้แผ่นกระดาษแข็งหรือแว่นตา
หลังจากทำขั้นตอนแรก จะเกิดรอยแดงและเส้นขอบที่ไม่ชัดเจนบนพื้นผิวของผิวหนัง ผ่านไปประมาณหนึ่งชั่วโมง
การกระทำของ IR emitter
ด้วยอุปกรณ์ทางการแพทย์มากมาย ผู้คนจึงซื้อเพื่อใช้ส่วนตัว อย่างไรก็ตาม ต้องจำไว้ว่าอุปกรณ์ดังกล่าวต้องเป็นไปตามข้อกำหนดพิเศษและต้องใช้งานตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัย แต่ที่สำคัญที่สุด สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่า เช่นเดียวกับอุปกรณ์ทางการแพทย์ใดๆ ตัวปล่อยคลื่นอินฟราเรดไม่สามารถใช้สำหรับโรคต่างๆ ได้
| ความยาวคลื่น µm | การกระทำที่มีประโยชน์ |
| 9.5 µm | การแก้ไขภูมิคุ้มกันในภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่องที่เกิดจากความอดอยาก พิษคาร์บอนเตตระคลอไรด์ การใช้ยากดภูมิคุ้มกัน มันนำไปสู่การฟื้นฟูตัวบ่งชี้ปกติของการเชื่อมโยงเซลล์ของภูมิคุ้มกัน |
| 16.25 ไมครอน | ออกฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระ เกิดขึ้นจากการก่อตัวของอนุมูลอิสระจากซูเปอร์ออกไซด์และไฮโดรเปอร์ออกไซด์ และการรวมตัวของพวกมัน |
| 8, 2 และ 6.4 µm | ฤทธิ์ต้านแบคทีเรียและการทำให้จุลินทรีย์ในลำไส้เป็นปกติเนื่องจากอิทธิพลต่อการสังเคราะห์ฮอร์โมนพรอสตาแกลนดินซึ่งนำไปสู่ผลการปรับภูมิคุ้มกัน |
| 22.5 µm | ผลลัพธ์ในการแปลมากมายสารประกอบที่ไม่ละลายน้ำ เช่น ลิ่มเลือดและคราบไขมันในหลอดเลือด ให้อยู่ในสถานะละลายได้ ซึ่งช่วยให้ขับออกจากร่างกายได้ |
ดังนั้น ผู้เชี่ยวชาญเฉพาะทาง แพทย์ผู้มีประสบการณ์ควรเลือกหลักสูตรการบำบัด ขึ้นอยู่กับความยาวของคลื่นอินฟราเรดที่ปล่อยออกมา อุปกรณ์นี้สามารถใช้งานได้หลากหลายวัตถุประสงค์
