À propos du rayonnement infrarouge. Qu'est-ce que le rayonnement infrarouge

Pour comprendre le principe de fonctionnement émetteurs infrarouges, il est nécessaire de comprendre l'essence d'une telle phénomène physique comme le rayonnement infrarouge.

Gamme infrarouge et longueur d'onde

Rayonnement infrarouge- est une variété un rayonnement électromagnétique occupant dans le spectre ondes électromagnétiques gamme de 0,77 à 340 µm. Dans ce cas, la plage de 0,77 à 15 microns est considérée comme ondes courtes, de 15 à 100 microns - ondes moyennes et de 100 à 340 - ondes longues.

La partie à ondes courtes du spectre est adjacente à la lumière visible et la partie à ondes longues se confond avec la région des ondes radio ultracourtes. Par conséquent, le rayonnement infrarouge a les deux propriétés lumière visible(se propage rectilignement, réfléchit, se réfracte comme la lumière visible), et les propriétés des ondes radio (elle peut traverser certains matériaux opaques au rayonnement visible).

Les émetteurs infrarouges avec une température de surface de 700 C à 2500 C ont une longueur d'onde de 1,55 à 2,55 microns et sont appelés "lumière" - ils sont plus proches en longueur d'onde de la lumière visible, les émetteurs avec une température de surface inférieure ont une longueur d'onde plus longue et sont appelés " foncé".

Sources de rayonnement infrarouge

D'une manière générale, tout corps chauffé à une certaine température rayonne de l'énergie thermique dans la gamme infrarouge du spectre des ondes électromagnétiques et peut transférer cette énergie par transfert de chaleur rayonnante à d'autres corps. L'énergie est transférée d'un corps avec une température plus élevée à un corps avec une température plus basse. différents corps ont des capacités rayonnantes et absorbantes différentes, qui dépendent de la nature des deux corps, de l'état de leur surface, etc.

Le rayonnement électromagnétique a un caractère de photon quantique. Lors de l'interaction avec une substance, un photon est absorbé par les atomes de la substance, leur transférant son énergie. Dans ce cas, l'énergie des vibrations thermiques des atomes dans les molécules de la substance augmente, c'est-à-dire l'énergie du rayonnement est convertie en chaleur.

L'essence du chauffage par rayonnement est que le brûleur, étant une source de rayonnement, génère, se forme dans l'espace et dirige le rayonnement thermique dans la zone de chauffage. Il pénètre dans les structures environnantes (sol, murs), les équipements technologiques, les personnes dans la zone d'irradiation, est absorbé par eux et les réchauffe. Le flux de rayonnement, étant absorbé par les surfaces, les vêtements et la peau humaine, crée un confort thermique sans augmenter la température ambiante. L'air des pièces chauffées, tout en restant pratiquement transparent au rayonnement infrarouge, est chauffé par "chaleur secondaire", c'est-à-dire convection de structures et d'objets chauffés par rayonnement.

Propriétés et applications du rayonnement infrarouge

Il a été établi que l'effet du chauffage par rayonnement infrarouge a un effet bénéfique sur une personne. Si le rayonnement thermique d'une longueur d'onde supérieure à 2 microns est perçu principalement par la peau, l'énergie thermique résultante étant conduite vers l'intérieur, alors le rayonnement d'une longueur d'onde allant jusqu'à 1,5 microns pénètre la surface de la peau, la chauffe partiellement, atteint le réseau des vaisseaux sanguins et augmente directement la température du sang. A une certaine intensité du flux de chaleur, son effet provoque une sensation thermique agréable. Avec chaleur rayonnante corps humain dégage la majeure partie de la chaleur excédentaire par convection dans l'air ambiant, qui a plus basse température. Cette forme de transfert de chaleur a un effet rafraîchissant et un effet positif sur le bien-être.

Dans notre pays, l'étude de la technologie de chauffage infrarouge est réalisée depuis les années 30 appliquée à agriculture ainsi que pour l'industrie.

Des études biomédicales menées ont permis d'établir que les systèmes de chauffage infrarouge répondent mieux aux spécificités des bâtiments d'élevage que les systèmes convectifs de central ou chauffage à air. Tout d'abord, en raison du fait qu'avec le chauffage infrarouge, la température des surfaces internes des clôtures, en particulier du sol, dépasse la température de l'air dans la pièce. Ce facteur affecte favorablement le bilan thermique des animaux, à l'exclusion des pertes de chaleur intenses.

Les systèmes infrarouges, associés aux systèmes de ventilation naturelle, permettent de réduire humidité relative air aux valeurs standard (dans les élevages porcins et chez les veaux jusqu'à 70-75% et moins).

Grâce au fonctionnement de ces systèmes, les conditions de température et d'humidité dans les locaux atteignent des paramètres favorables.

L'utilisation de systèmes de chauffage radiant pour les bâtiments agricoles permet non seulement de créer les conditions nécessaires microclimat, mais aussi d'intensifier la production. Dans de nombreuses fermes de Bachkirie (ferme collective du nom de Lénine, ferme collective du nom de Nourimanov), le nombre de descendants a considérablement augmenté après l'introduction du chauffage infrarouge (augmentation de la mise bas dans période hivernale 4 fois), la sécurité des jeunes animaux a augmenté (de 72,8 % à 97,6 %).

À l'heure actuelle, un système de chauffage infrarouge a été installé et fonctionne depuis une saison dans l'entreprise Chuvashsky Broiler dans la banlieue de Cheboksary. Selon les responsables de la ferme, pendant la période de températures hivernales minimales de -34 à 36 °C, le système a fonctionné sans heurts et a fourni la chaleur nécessaire à l'élevage de volailles pour la viande (élevage en plein air) pendant une période de 48 jours. À l'heure actuelle, ils envisagent d'équiper d'autres poulaillers de systèmes infrarouges.

Rayonnement infrarouge- rayonnement électromagnétique occupant la région spectrale entre l'extrémité rouge de la lumière visible (avec une longueur d'onde λ = 0,74 microns et une fréquence de 430 THz) et le rayonnement radio micro-onde (λ ~ 1-2 mm, fréquence 300 GHz).

Toute la gamme de rayonnement infrarouge est conditionnellement divisée en trois zones:

Le bord des ondes longues de cette gamme est parfois distingué dans une gamme distincte d'ondes électromagnétiques - rayonnement térahertz (rayonnement submillimétrique).

Le rayonnement infrarouge est également appelé "rayonnement thermique", car le rayonnement infrarouge des objets chauffés est perçu par la peau humaine comme une sensation de chaleur. Dans ce cas, les longueurs d'onde émises par le corps dépendent de la température de chauffage : plus la température est élevée, plus la longueur d'onde est courte et plus l'intensité du rayonnement est élevée. Le spectre d'émission d'un corps absolument noir à des températures relativement basses (jusqu'à plusieurs milliers de Kelvin) se situe principalement dans cette plage. Le rayonnement infrarouge est émis par des atomes ou des ions excités.

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Les sous-titres

Histoire de la découverte et caractéristiques générales

Le rayonnement infrarouge a été découvert en 1800 par l'astronome anglais W. Herschel. Étant engagé dans l'étude du Soleil, Herschel cherchait un moyen de réduire l'échauffement de l'instrument avec lequel les observations étaient faites. En utilisant des thermomètres pour déterminer les effets de différentes parties du spectre visible, Herschel a découvert que la "chaleur maximale" se situe derrière la couleur rouge saturée et, peut-être, "derrière la réfraction visible". Cette étude a marqué le début de l'étude du rayonnement infrarouge.

Auparavant, les sources de rayonnement infrarouge de laboratoire étaient exclusivement des corps incandescents ou des décharges électriques dans les gaz. Maintenant, sur la base des lasers à gaz solides et moléculaires, des sources modernes de rayonnement infrarouge à fréquence réglable ou fixe ont été créées. Pour enregistrer le rayonnement dans le proche infrarouge (jusqu'à ~ 1,3 μm), des plaques photographiques spéciales sont utilisées. Une plage de sensibilité plus large (jusqu'à environ 25 microns) est possédée par les détecteurs photoélectriques et les photorésistances. Le rayonnement dans l'infrarouge lointain est enregistré par des bolomètres - détecteurs sensibles à l'échauffement par rayonnement infrarouge.

L'équipement IR est largement utilisé à la fois dans la technologie militaire (par exemple, pour le guidage des missiles) et dans la technologie civile (par exemple, dans les systèmes de communication à fibre optique). Les éléments optiques des spectromètres IR sont soit des lentilles et des prismes, soit des réseaux de diffraction et des miroirs. Pour éviter l'absorption du rayonnement dans l'air, les spectromètres infrarouge lointain sont fabriqués dans une version sous vide.

Puisque les spectres infrarouges sont associés aux mouvements de rotation et de vibration dans une molécule, ainsi qu'aux transitions électroniques dans les atomes et les molécules, la spectroscopie IR permet d'obtenir une information important sur la structure des atomes et des molécules, ainsi que sur la structure de bande des cristaux.

Bandes infrarouges

Les objets émettent généralement un rayonnement infrarouge sur tout le spectre de longueurs d'onde, mais parfois seule une région limitée du spectre est intéressante car les capteurs ne collectent généralement le rayonnement que dans une certaine bande passante. Ainsi, la plage infrarouge est souvent subdivisée en plages plus petites.

Le schéma de division habituel

La division la plus courante en plages plus petites est la suivante :

Abréviation	Longueur d'onde	Énergie photonique	Caractéristique
Proche infrarouge, NIR	0,75-1,4 µm	0,9-1,7 eV	Proche IR, limité d'un côté par la lumière visible, de l'autre - par la transparence de l'eau, qui se détériore fortement à 1,45 µm. Les LED et lasers infrarouges largement répandus pour les systèmes de communication optiques par fibre et aéroportés fonctionnent dans cette gamme. Les caméras vidéo et les appareils de vision nocturne basés sur des tubes intensificateurs d'image sont également sensibles dans cette gamme.
Infrarouge à courte longueur d'onde, SWIR	1,4-3 µm	0,4-0,9 eV	L'absorption du rayonnement électromagnétique par l'eau augmente significativement à 1450 nm. La gamme 1530-1560 nm domine la région longue distance.
Infrarouge à longueur d'onde moyenne, MWIR	3-8 µm	150-400 meV	Dans cette gamme, les corps chauffés à plusieurs centaines de degrés Celsius commencent à rayonner. Dans cette gamme, les têtes thermiques homing des systèmes de défense aérienne et les imageurs thermiques techniques sont sensibles.
Infrarouge à grande longueur d'onde, LWIR	8-15 µm	80-150 meV	Dans cette gamme, les corps avec des températures autour de zéro degré Celsius commencent à rayonner. Dans cette gamme, les caméras thermiques pour appareils de vision nocturne sont sensibles.
Infrarouge lointain, FIR	15 - 1000 µm	1,2-80 meV

Régime CIE

Commission internationale de l'éclairage Commission internationale de l'éclairage ) recommande la division du rayonnement infrarouge dans les trois groupes suivants :

• IR-A : 700 nm - 1400 nm (0,7 µm - 1,4 µm)
• IR-B : 1 400 nm - 3 000 nm (1,4 μm - 3 μm)
• IR-C : 3 000 nm - 1 mm (3 μm - 1 000 μm)

Schéma ISO 20473

Radiation thermique

Le rayonnement thermique ou rayonnement est le transfert d'énergie d'un corps à un autre sous forme d'ondes électromagnétiques émises par les corps en raison de leur énergie interne. Le rayonnement thermique se situe principalement dans la région infrarouge du spectre de 0,74 microns à 1000 microns. Particularité le transfert de chaleur par rayonnement est qu'il peut être effectué entre des corps qui ne sont pas seulement dans n'importe quel milieu, mais aussi sous vide. Un exemple de rayonnement thermique est la lumière d'une lampe à incandescence. La puissance de rayonnement thermique d'un objet qui répond aux critères d'un corps absolument noir est décrite par la loi de Stefan-Boltzmann. Le rapport des capacités radiatives et absorbantes des corps est décrit par la loi rayonnement Kirchhoff. Le rayonnement thermique est l'un des trois types élémentaires de transfert d'énergie thermique (en plus de la conductivité thermique et de la convection). Le rayonnement d'équilibre est un rayonnement thermique en équilibre thermodynamique avec la matière.

Application

Appareil de vision nocturne

Il existe plusieurs manières de visualiser une image infrarouge invisible :

• Les caméras vidéo modernes à semi-conducteurs sont sensibles au proche infrarouge. Pour éviter les erreurs de couleur, les caméras vidéo domestiques ordinaires sont équipées d'un filtre spécial qui coupe l'image IR. Les caméras des systèmes de sécurité ne disposent généralement pas d'un tel filtre. Cependant, dans temps sombre Il n'y a pas de sources naturelles de proche infrarouge pendant une journée, donc sans éclairage artificiel (par exemple, des LED infrarouges), ces caméras ne montreront rien.
• Tube intensificateur d'image - un dispositif photoélectronique sous vide qui amplifie la lumière dans le spectre visible et le proche infrarouge. Il a une sensibilité élevée et est capable de donner une image en très faible luminosité. Ce sont historiquement les premiers appareils de vision nocturne, largement utilisés et actuellement dans les appareils de vision nocturne bon marché. Puisqu'ils ne fonctionnent que dans le proche infrarouge, ils nécessitent, comme les caméras vidéo à semi-conducteurs, un éclairage.
• Bolomètre - capteur thermique. Bolomètres pour systèmes vision technique et les appareils de vision nocturne sont sensibles dans la gamme de longueurs d'onde de 3 à 14 microns (IR moyen), ce qui correspond au rayonnement de corps chauffés de 500 à -50 degrés Celsius. Ainsi, les dispositifs bolométriques ne nécessitent pas d'éclairage externe, enregistrant le rayonnement des objets eux-mêmes et créant une image de la différence de température.

thermographie

La thermographie infrarouge, image thermique ou vidéo thermique, est un moyen scientifique d'obtenir un thermogramme - une image en rayons infrarouges qui montre une image de la distribution des champs de température. Les caméras thermographiques ou les imageurs thermiques détectent le rayonnement dans la gamme infrarouge du spectre électromagnétique (environ 900-14000 nanomètres ou 0,9-14 µm) et, sur la base de ce rayonnement, créent des images qui vous permettent de déterminer les endroits surchauffés ou surfondus. Étant donné que le rayonnement infrarouge est émis par tous les objets qui ont une température, selon la formule de Planck pour le rayonnement du corps noir, la thermographie vous permet de "voir" l'environnement avec ou sans lumière visible. La quantité de rayonnement émise par un objet augmente à mesure que sa température augmente, donc la thermographie nous permet de voir les différences de température. Lorsque nous regardons à travers une caméra thermique, les objets chauds sont mieux vus que ceux refroidis à température ambiante ; les humains et les animaux à sang chaud sont plus facilement visibles dans environnement aussi bien le jour que la nuit. En conséquence, la promotion de l'utilisation de la thermographie peut être attribuée aux services militaires et de sécurité.

prise d'origine infrarouge

Tête chercheuse infrarouge - tête chercheuse, fonctionnant sur le principe de la capture des ondes gamme infrarougeémis par la cible capturée. Il s'agit d'un dispositif optique-électronique conçu pour identifier une cible dans le contexte environnant et émettre un signal de capture vers un dispositif de visée automatique (APU), ainsi que pour mesurer et émettre un signal de la vitesse angulaire de la ligne de visée vers le pilote automatique.

Chauffage infrarouge

Transfert de données

La diffusion des LED infrarouges, des lasers et des photodiodes a permis de créer une méthode de transmission de données optique sans fil basée sur eux. En informatique, il est généralement utilisé pour connecter des ordinateurs à des périphériques (interface IrDA).Contrairement au canal radio, le canal infrarouge est insensible aux interférences électromagnétiques, ce qui lui permet d'être utilisé dans des conditions industrielles. Les inconvénients du canal infrarouge incluent le besoin de fenêtres optiques sur l'équipement, l'orientation relative correcte des appareils, les faibles taux de transmission (ne dépassent généralement pas 5-10 Mbps, mais des taux nettement plus élevés sont possibles lors de l'utilisation de lasers infrarouges). De plus, le secret du transfert d'informations n'est pas garanti. Dans des conditions de visibilité directe, un canal infrarouge peut fournir une communication sur des distances de plusieurs kilomètres, mais il est plus pratique pour connecter des ordinateurs situés dans la même pièce, où les réflexions des murs de la pièce fournissent une connexion stable et fiable. Le type de topologie le plus naturel ici est le "bus" (c'est-à-dire que le signal transmis est reçu simultanément par tous les abonnés). Le canal infrarouge ne pouvait pas être largement utilisé, il a été remplacé par le canal radio.

Le rayonnement thermique est également utilisé pour recevoir des signaux d'avertissement.

Télécommande

Les diodes infrarouges et les photodiodes sont largement utilisées dans les panneaux de commande à distance, les systèmes d'automatisation, systèmes de sécurité, quelques téléphones portables(port infrarouge), etc. Les rayons infrarouges ne détournent pas l'attention d'une personne en raison de leur invisibilité.

Fait intéressant, le rayonnement infrarouge d'une télécommande domestique est facilement capturé à l'aide d'un appareil photo numérique.

La médecine

Le rayonnement infrarouge le plus largement utilisé en médecine se trouve dans divers capteurs de débit sanguin (PPG).

Les compteurs de fréquence cardiaque (FC, FC - fréquence cardiaque) et de saturation en oxygène du sang (Sp02) à large diffusion utilisent des LED de rayonnement vertes (pour le pouls) et rouges et infrarouges (pour la SpO2).

Le rayonnement laser infrarouge est utilisé dans la technique DLS (Digital Light Scattering) pour déterminer la fréquence du pouls et les caractéristiques du flux sanguin.

Les rayons infrarouges sont utilisés en physiothérapie.

Influence du rayonnement infrarouge à ondes longues :

• Stimulation et amélioration de la circulation sanguine Lorsqu'ils sont exposés à un rayonnement infrarouge à ondes longues sur la peau, les récepteurs cutanés sont irrités et, en raison de la réaction de l'hypothalamus, les muscles lisses des vaisseaux sanguins se détendent, ce qui entraîne la dilatation des vaisseaux.
• Amélioration des processus métaboliques. L'effet thermique du rayonnement infrarouge stimule l'activité au niveau cellulaire, améliore les processus de neurorégulation et de métabolisme.

Stérilisation alimentaire

Stérilisé par rayonnement infrarouge produits alimentairesà des fins de désinfection.

industrie alimentaire

Une caractéristique de l'utilisation du rayonnement infrarouge dans l'industrie alimentaire est la possibilité de pénétration d'une onde électromagnétique dans des produits capillaires poreux tels que les céréales, les céréales, la farine, etc. jusqu'à une profondeur de 7 mm. Cette valeur dépend de la nature de la surface, de la structure, des propriétés du matériau et de la réponse en fréquence du rayonnement. Une onde électromagnétique d'une certaine gamme de fréquences a non seulement un effet thermique, mais également biologique sur le produit, contribue à accélérer les transformations biochimiques dans les polymères biologiques (

Le rayonnement infrarouge est un type de rayonnement électromagnétique qui borde la partie rouge du spectre de la lumière visible d'un côté et les micro-ondes de l'autre. Longueur d'onde - de 0,74 à 1000-2000 micromètres. Les ondes infrarouges sont aussi appelées "thermiques". En fonction de la longueur d'onde, ils sont classés en trois groupes :

ondes courtes (0,74-2,5 micromètres);

ondes moyennes (plus longues que 2,5, plus courtes que 50 micromètres) ;

ondes longues (plus de 50 micromètres).

Sources de rayonnement infrarouge

Sur notre planète, le rayonnement infrarouge n'est pas rare. Pratiquement toute chaleur est un effet d'impact rayons infrarouges. Peu importe qu'il s'agisse de la lumière du soleil, de la chaleur de notre corps ou de la chaleur émanant de appareils de chauffage.

La partie infrarouge du rayonnement électromagnétique ne chauffe pas l'espace, mais directement l'objet lui-même. C'est sur ce principe que le travail des lampes infrarouges est construit. Et le Soleil chauffe la Terre de la même manière.

Impact sur les organismes vivants

Sur le ce moment, la science ne connaît pas les faits confirmés impact négatif rayons infrarouges sur le corps humain. Sauf en cas de rayonnement trop intense, la muqueuse des yeux peut être endommagée.

Mais nous pouvons parler des avantages pendant très longtemps. En 1996, des scientifiques des États-Unis, du Japon et des Pays-Bas ont confirmé un certain nombre de faits médicaux positifs. Radiation thermique:

détruit certains types de virus de l'hépatite;

inhibe et ralentit la croissance des cellules cancéreuses;

a la capacité de neutraliser les champs électromagnétiques et les rayonnements nocifs. Y compris radioactifs ;

aide les diabétiques à produire de l'insuline;

peut aider avec la dystrophie;

améliorer l'état du corps atteint de psoriasis.

Se sentir mieux, les organes internes commencer à travailler plus efficacement. La nutrition musculaire augmente, la force augmente considérablement système immunitaire. C'est un fait bien connu qu'en l'absence de rayonnement infrarouge, le corps vieillit sensiblement plus vite.

Les rayons infrarouges sont aussi appelés "rayons de vie". C'est sous leur influence que la vie est née.

L'utilisation des rayons infrarouges dans la vie humaine

La lumière infrarouge n'est pas moins largement utilisée qu'elle n'est courante. Il sera probablement très difficile de trouver au moins une zone économie nationale, où la partie infrarouge des ondes électromagnétiques n'a pas trouvé d'application. Nous listons les domaines d'application les plus connus:

guerre. L'autoguidage des ogives de missiles ou des dispositifs de vision nocturne sont tous le résultat de l'utilisation du rayonnement infrarouge ;

la thermographie est largement utilisée en science pour déterminer les parties surchauffées ou surfondues de l'objet étudié. Les images infrarouges sont également largement utilisées en astronomie, ainsi que d'autres types d'ondes électromagnétiques ;

radiateurs domestiques. Contrairement aux convecteurs, ces appareils utilisent l'énergie rayonnante pour chauffer tous les objets de la pièce. Et déjà plus loin, les objets d'intérieur dégagent de la chaleur dans l'air ambiant ;

transmission de données et contrôle à distance. Oui, toutes les télécommandes pour téléviseurs, magnétophones et climatiseurs utilisent des rayons infrarouges ;

désinfection dans l'industrie alimentaire

la médecine. Traitement et prévention de nombreux types de maladies.

Les rayons infrarouges représentent une part relativement faible du rayonnement électromagnétique. Étant Manière naturelle transfert de chaleur, personne ne peut s'en passer processus de vie sur notre planète.

La lumière infrarouge est visuellement inaccessible à la vision humaine. Pendant ce temps, les longues ondes infrarouges sont perçues par le corps humain comme de la chaleur. Certaines des propriétés de la lumière visible sont lumière infrarouge. Un rayonnement de cette forme se prête à la focalisation, est réfléchi et polarisé. Théoriquement, la lumière IR est davantage interprétée comme un rayonnement infrarouge (IR). L'IR spatial occupe la gamme spectrale du rayonnement électromagnétique 700 nm - 1 mm. Les ondes IR sont plus longues que la lumière visible et plus courtes que les ondes radio. En conséquence, les fréquences IR sont supérieures aux fréquences micro-ondes et inférieures aux fréquences de la lumière visible. La fréquence IR est limitée à la plage de 300 GHz - 400 THz.

Les ondes infrarouges ont été découvertes par l'astronome britannique William Herschel. La découverte a été enregistrée en 1800. En utilisant des prismes de verre dans ses expériences, le scientifique a ainsi exploré la possibilité de diviser la lumière du soleil en composants séparés.

Lorsque William Herschel a dû mesurer la température de fleurs individuelles, il a découvert un facteur d'augmentation de la température lors du passage successif des séries suivantes :

• violet,
• bleu,
• légumes verts,
• Jaune d'œuf,
• orange,
• rouge.

Gamme d'onde et de fréquence du rayonnement IR

Sur la base de la longueur d'onde, les scientifiques divisent conditionnellement le rayonnement infrarouge en plusieurs parties spectrales. Cependant, il n'y a pas de définition unique des limites de chaque partie individuelle.

Échelle de rayonnement électromagnétique : 1 - ondes radio ; 2 - micro-ondes ; 3 - ondes IR ; 4 - lumière visible ; 5 - ultraviolets; 6 - rayons X; 7 - rayons gamma ; B est la gamme de longueurs d'onde ; E - énergie

Théoriquement, trois gammes de vagues sont désignées :

1. À proximité
2. Moyen
3. Plus loin

La gamme proche infrarouge est marquée par des longueurs d'onde proches de la fin du spectre de la lumière visible. Le segment d'onde calculé approximatif est indiqué ici par la longueur : 750 - 1300 nm (0,75 - 1,3 microns). La fréquence de rayonnement est d'environ 215-400 Hz. Une courte portée IR émettra un minimum de chaleur.

Gamme IR moyenne (intermédiaire), couvre les longueurs d'onde de 1300 à 3000 nm (1,3 à 3 microns). Les fréquences sont mesurées ici dans la gamme de 20-215 THz. Le niveau de chaleur rayonnée est relativement faible.

La gamme infrarouge lointain est la plus proche de la gamme des micro-ondes. Alignement : 3-1000 microns. Gamme de fréquence 0,3-20 THz. Ce groupe se compose de courtes longueurs d'onde à l'intervalle de fréquence maximal. C'est là que le maximum de chaleur est émis.

Application du rayonnement infrarouge

Les rayons IR ont été utilisés dans champs variés. Parmi les appareils les plus connus figurent les imageurs thermiques, les équipements de vision nocturne, etc. Équipement de communication et de réseau La lumière infrarouge est utilisée dans les opérations câblées et sans fil.

Un exemple de fonctionnement d'un appareil électronique - une caméra thermique, dont le principe est basé sur l'utilisation du rayonnement infrarouge. Et ce n'est qu'un exemple parmi tant d'autres.

Les télécommandes sont équipées d'un système de communication IR à courte portée, où le signal est transmis par des LED IR. Exemple : familier appareils électroménagers- Téléviseurs, climatiseurs, lecteurs. La lumière infrarouge transmet des données sur des systèmes de câbles à fibres optiques.

De plus, le rayonnement infrarouge est activement utilisé par la recherche en astronomie pour étudier l'espace. C'est grâce au rayonnement infrarouge qu'il est possible de détecter des objets spatiaux invisibles à l'œil humain.

Faits peu connus sur la lumière infrarouge

Les yeux humains ne peuvent vraiment pas voir les rayons infrarouges. Mais la peau du corps humain est capable de les « voir », de réagir aux photons, et pas seulement au rayonnement thermique.

La surface de la peau dépasse réellement globe oculaire". Si vous sortez par une journée ensoleillée, fermez les yeux et étirez vos paumes vers le ciel, vous pouvez facilement trouver l'emplacement du soleil.

En hiver, dans une pièce où la température de l'air est de 21-22ºС, être habillé chaudement (pull, pantalon). En été, dans la même pièce, à la même température, les gens se sentent aussi à l'aise, mais dans des vêtements plus légers (short, T-shirt).

Il est facile d'expliquer ce phénomène : malgré la même température de l'air, les murs et le plafond de la pièce en été émettent davantage d'ondes infrarouges lointaines portées par la lumière du soleil (FIR - Far Infrared). Par conséquent, le corps humain à la même température, en été perçu plus de chaleur.

La chaleur infrarouge est reproduite par tout organisme vivant et objet inanimé. Sur l'écran de la caméra thermique, ce moment est noté plus que clairement.

Des couples de personnes dormant dans le même lit sont involontairement émetteurs et récepteurs d'ondes FIR les uns par rapport aux autres. Si une personne est seule au lit, elle agit comme un émetteur d'ondes FIR, mais ne reçoit plus les mêmes ondes en retour.

Lorsque les gens se parlent, ils s'envoient et reçoivent involontairement des vibrations d'ondes FIR les uns des autres. Les câlins amicaux (d'amour) activent également la transmission du rayonnement FIR entre les personnes.

Comment la nature perçoit-elle la lumière infrarouge ?

Les humains sont incapables de voir la lumière infrarouge, mais les serpents de la famille des vipères ou les serpents à sonnette (comme les crotales) ont des « fosses » sensorielles qui sont utilisées pour imager la lumière infrarouge.

Cette propriété permet aux serpents de détecter les animaux à sang chaud dans l'obscurité totale. On pense que les serpents à deux fosses sensorielles ont une certaine perception de la profondeur infrarouge.

Propriétés du serpent IR : 1, 2 - zones sensibles de la cavité sensorielle ; 3 - cavité membranaire; 4 - cavité interne; 5 - fibre MG ; 6 - cavité externe

Les poissons utilisent avec succès la lumière proche infrarouge (NIR) pour capturer leurs proies et naviguer dans les zones aquatiques. Ce sens de NIR aide les poissons à naviguer avec précision dans des conditions de faible luminosité, dans l'obscurité ou dans des eaux troubles.

le rayonnement infrarouge joue rôle important pour façonner le temps et le climat de la terre, tout comme la lumière du soleil. La masse totale de lumière solaire absorbée par la Terre, dans une quantité égale de rayonnement infrarouge, doit voyager de la Terre vers l'espace. Sinon inévitable le réchauffement climatique ou refroidissement global.

Il y a une raison évidente pour laquelle l'air se refroidit rapidement par une nuit sèche. Le faible taux d'humidité et l'absence de nuages ​​dans le ciel ouvrent une voie libre au rayonnement infrarouge. Les rayons infrarouges sortent plus vite espace et, par conséquent, évacuer la chaleur plus rapidement.

Une partie importante de ce qui arrive sur la Terre est la lumière infrarouge. N'importe quel organisme naturel ou l'objet a une température, ce qui signifie qu'il émet de l'énergie infrarouge. Même des objets a priori froids (comme des glaçons) émettent de la lumière infrarouge.

Potentiel technique de la zone infrarouge

Le potentiel technique des rayons IR est illimité. Beaucoup d'exemples. Le suivi infrarouge (homing) est utilisé dans les systèmes de contrôle de missiles passifs. Le rayonnement électromagnétique de la cible, reçu dans la partie infrarouge du spectre, est utilisé dans ce cas.

Systèmes de suivi des cibles : 1, 4 - chambre de combustion ; 2, 6 - échappement de flamme relativement long; 5 - flux froid contournant la chambre chaude ; 3, 7 - signature IR importante attribuée

Les satellites météorologiques équipés de radiomètres à balayage produisent des images thermiques, qui permettent ensuite aux techniques analytiques de déterminer la hauteur et les types de nuages, de calculer les températures terrestres et les eaux de surface, déterminer les caractéristiques de la surface de l'océan.

Le rayonnement infrarouge est le moyen le plus courant de contrôler à distance divers appareils. Basés sur la technologie FIR, de nombreux produits sont développés et fabriqués. Les Japonais excellaient ici. Voici quelques exemples populaires au Japon et dans le monde :

• tampons et éléments chauffants spéciaux FIR ;
• Plaques FIR pour conserver longtemps la fraîcheur du poisson et des légumes ;
• papier céramique et céramique FIR;
• gants, vestes, sièges d'auto en tissu FIR;
• le sèche-cheveux FIR du coiffeur, qui réduit les dommages aux cheveux;

La réflectographie infrarouge (conservation de l'art) est utilisée pour étudier les peintures, aidant à révéler les couches sous-jacentes sans détruire la structure. Cette technique permet de révéler les détails cachés sous le dessin de l'artiste.

De cette façon, il est déterminé si l'image actuelle est originale ouvrages d'art ou simplement une copie professionnelle. Les changements liés aux travaux de restauration des œuvres d'art sont également déterminés.

Rayons IR : impact sur la santé humaine

Les effets bénéfiques de la lumière du soleil sur la santé humaine ont été scientifiquement prouvés. Cependant, une exposition excessive radiation solaire Potentiellement dangereux. La lumière du soleil contient rayons ultra-violets, dont l'action brûle la peau du corps humain.

saunas infrarouges l'usage de masse est répandu au Japon et en Chine. Et la tendance au développement de cette méthode de guérison ne fait que s'intensifier.

Pendant ce temps, l'infrarouge lointain offre tous les avantages pour la santé de la lumière naturelle du soleil. Cela élimine complètement les effets dangereux du rayonnement solaire.

En appliquant la technologie de reproduction du faisceau IR, un contrôle total de la température (), une lumière solaire illimitée est obtenue. Mais ce n'est pas tout faits connus avantages du rayonnement infrarouge :

• Les rayons infrarouges lointains renforcent le système cardiovasculaire, stabilisent battement de coeur augmenter le débit cardiaque tout en diminuant la pression artérielle diastolique.
• Stimulation de la fonction cardiovasculaire par la lumière infrarouge lointaine - façon parfaite maintenir un système cardiovasculaire sain. Il y a une expérience d'astronautes américains lors d'un long vol spatial.
• Les rayons infrarouges lointains à des températures supérieures à 40 °C affaiblissent et finissent par tuer les cellules cancéreuses. Ce fait est confirmé par l'American Cancer Association et le National Cancer Institute.
• Les saunas infrarouges sont souvent utilisés au Japon et en Corée (thérapie par hyperthermie ou thérapie Waon) pour le traitement des maladies cardiovasculaires, en particulier l'insuffisance cardiaque chronique et la maladie artérielle périphérique.
• Les résultats de recherche publiés dans la revue Neuropsychiatric Disease and Treatment montrent que les rayons infrarouges constituent une "percée médicale" dans le traitement des lésions cérébrales traumatiques.
• Le sauna infrarouge est considéré comme sept fois plus efficace pour éliminer les métaux lourds, le cholestérol, l'alcool, la nicotine, l'ammoniac, l'acide sulfurique et d'autres toxines du corps.
• Enfin, la thérapie FIR au Japon et en Chine est arrivée en tête parmi moyens efficaces traitement de l'asthme, bronchite, rhume, grippe, sinusite. Il est à noter que la thérapie FIR élimine l'inflammation, l'enflure et les blocages muqueux.

Lumière infrarouge et durée de vie de 200 ans

Le rayonnement infrarouge (IR) est une forme de rayonnement électromagnétique qui occupe la plage spectrale entre la lumière rouge visible (INFRAred : BELOW red) et l'émission radio à ondes courtes. Ces rayons créent de la chaleur et sont connus en science sous le nom d'ondes thermiques. Ces rayons créent de la chaleur et sont connus en science sous le nom d'ondes thermiques.

Tous les corps chauffés dégagent une étude infrarouge, y compris le corps humain et le Soleil, qui réchauffe ainsi notre planète avec vous, donnant vie à tous les êtres vivants qui s'y trouvent. La chaleur que nous ressentons d'un feu près d'un feu ou d'une cheminée, d'un appareil de chauffage ou d'asphalte chaud est une conséquence des rayons infrarouges.

L'ensemble du spectre du rayonnement infrarouge est généralement divisé en trois plages principales qui diffèrent par leur grande longueur d'onde :

• Onde courte, avec une onde longue λ = 0,74-2,5 microns ;
• Onde moyenne, avec une onde longue λ = 2,5-50 microns ;
• Ondes longues, avec une onde longue λ = 50-2000 microns.

Les rayons infrarouges proches ou à ondes courtes ne sont pas chauds du tout, en fait nous ne les sentons même pas. Ces ondes sont utilisées, par exemple, dans les télécommandes de télévision, les systèmes d'automatisation, les systèmes de sécurité, etc. Leur fréquence est plus élevée, et par conséquent leur énergie est supérieure à celle des rayons infrarouges lointains (longs). Mais pas à un niveau tel qu'il nuise au corps. La chaleur commence à être créée aux longueurs d'onde infrarouges moyennes, et nous ressentons déjà leur énergie. Le rayonnement infrarouge est également appelé rayonnement "thermique", car le rayonnement des objets chauffés est perçu par la peau humaine comme une sensation de chaleur. Dans ce cas, les longueurs d'onde émises par le corps dépendent de la température de chauffage : plus la température est élevée, plus la longueur d'onde est courte et plus l'intensité du rayonnement est élevée. Par exemple, une source avec une longueur d'onde de 1,1 µm correspond à du métal en fusion, et une source avec une longueur d'onde de 3,4 µm correspond à du métal en fin de laminage, forgeage.

Pour nous, le spectre avec une longueur d'onde de 5 à 20 microns est intéressant, car c'est dans cette gamme que tombent plus de 90% du rayonnement produit par les systèmes de chauffage infrarouge avec un pic de rayonnement de 10 microns. Il est très important que ce soit à cette fréquence que le corps humain lui-même émette des ondes infrarouges de 9,4 microns. Ainsi, tout rayonnement à une fréquence donnée est perçu par le corps humain comme apparenté et a sur celui-ci un effet bénéfique et, plus encore, cicatrisant.

Avec un tel impact sur le corps par rayonnement infrarouge, l'effet "d'absorption résonnante" se produit, qui se caractérise par l'absorption active de l'énergie externe par le corps. En conséquence, il est possible d'observer une augmentation du taux d'hémoglobine chez une personne, une augmentation de l'activité des enzymes et des œstrogènes, dans le résultat général - la stimulation de l'activité vitale d'une personne.

L'effet du rayonnement infrarouge sur la surface du corps humain, comme nous l'avons déjà dit, est utile et, en plus, agréable. Souvenez-vous des premiers beaux jours du début du printemps, quand le soleil est enfin sorti après un hiver long et nuageux ! Vous sentez à quel point il enveloppe agréablement la zone illuminée de votre peau, de votre visage, de vos paumes. Je n'ai plus envie de porter des gants et un bonnet, malgré la température plutôt basse par rapport à celle "confortable". Mais dès qu'un petit nuage apparaît, nous ressentons immédiatement un inconfort tangible de l'interruption d'une sensation aussi agréable. C'est ce même rayonnement qui nous a tant manqué tout au long de l'hiver, lorsque le Soleil s'est absenté pendant longtemps, et que nous avons, bon gré mal gré, porté notre "poste infrarouge".

À la suite d'une exposition au rayonnement infrarouge, vous pouvez observer :

• Accélération du métabolisme dans le corps;
• Restauration des tissus cutanés ;
• Ralentir le processus de vieillissement;
• Élimination de l'excès de graisse du corps;
• Libération de l'énergie motrice humaine ;
• Augmenter la résistance antimicrobienne du corps;
• activation de la croissance des plantes

et bien d'autres. De plus, l'irradiation infrarouge est utilisée en physiothérapie pour le traitement de nombreuses maladies, dont le cancer, car elle favorise l'expansion des capillaires, stimule le flux sanguin dans les vaisseaux, améliore l'immunité et produit un effet thérapeutique général.

Et ce n'est pas du tout surprenant, car ce rayonnement nous est donné par la nature comme moyen de transférer la chaleur, la vie à tous les êtres vivants qui ont besoin de cette chaleur et de ce confort, en contournant l'espace vide et l'air comme intermédiaires.