Infračervené záření je přirozená forma záření. Každý člověk je mu denně vystaven. Obrovská část energie Slunce přichází na naši planetu ve formě infračervených paprsků. V moderním světě však existuje mnoho zařízení, která využívají infračervené záření. Na lidský organismus může působit různými způsoby. To do značné míry závisí na typu a účelu použití těchto zařízení.
Co je to
Infračervené záření neboli IR paprsky je druh elektromagnetického záření, které zaujímá spektrální oblast od červeného viditelného světla (které se vyznačuje vlnovou délkou 0,74 mikronů) až po krátkovlnné rádiové záření (s vlnovou délkou 1 -2 mm). Jedná se o poměrně velkou oblast spektra, takže se dále dělí na tři oblasti:
- blízko (0,74 – 2,5 µm);
- střední (2,5–50 mikronů);
- daleko (50–2000 mikronů).
Historie objevů
V roce 1800 provedl vědec z Anglie W. Herschel pozorování, že v neviditelné části slunečního spektra (mimo červené světlo) teplota teploměru stoupá. Následně byla prokázána podřízenost infračerveného záření zákonům optiky a byl učiněn závěr o jeho vztahu k viditelnému světlu.
Díky práci sovětského fyzika A. A. Glagoleva-Arkadyeva, který v roce 1923 přijímal rádiové vlny s λ=80 μm (IR rozsah), byla existence kontinuálního přechodu od viditelného záření k IR záření a rádiovým vlnám experimentálně prokázáno. Byl tedy učiněn závěr o jejich společné elektromagnetické povaze.
Téměř vše v přírodě je schopno vyzařovat vlnové délky odpovídající infračervenému spektru, což znamená, že je zdrojem infračerveného záření. Lidské tělo není výjimkou. Všichni víme, že vše kolem se skládá z atomů a iontů, dokonce i lidé. A tyto excitované částice jsou schopny emitovat IR čárová spektra. Mohou přejít do excitovaného stavu pod vlivem různých faktorů, například elektrických výbojů nebo při zahřátí. Takže ve spektru záření plamene plynového sporáku je pásmo s λ=2,7 µm od molekul vody a s λ=4,2 µm od oxidu uhličitého.
IR vlny v každodenním životě, vědě a průmyslu
Při používání určitých zařízení doma a v práci se jen zřídka ptáme sami sebe na vliv infračerveného záření na lidské tělo. Mezitím jsou dnes infračervené ohřívače docela populární. Jejich zásadním rozdílem od olejových radiátorů a konvektorů je schopnost ohřívat přímo ne vzduch samotný, ale všechny předměty v místnosti. To znamená, že nábytek, podlahy a stěny se nejprve zahřejí a poté odevzdají své teplo atmosféře. Infračervené záření přitom působí i na organismy – lidi a jejich domácí mazlíčky.
IR paprsky jsou také široce používány při přenosu dat a dálkovém ovládání. Mnoho mobilních telefonů má infračervené porty pro výměnu souborů mezi nimi. A všechny dálkové ovladače klimatizací, hudebních center, televizorů, některé ovládané dětské hračky také využívají elektromagnetické paprsky v infračerveném rozsahu.
Využití infračervených paprsků v armádě a kosmonautice
Nejdůležitější infračervené paprsky jsou pro letecký a vojenský průmysl. Na bázi fotokatod, které jsou citlivé na infračervené záření (až 1,3 mikronu), vznikají přístroje pro noční vidění (různé dalekohledy, zaměřovače atd.). Umožňují při současném ozařování objektů infračerveným zářením mířit nebo pozorovat v absolutní tmě.
Díky vytvořeným vysoce citlivým přijímačům infračervených paprsků byla umožněna výroba naváděcích střel. Senzory v jejich hlavě reagují na IR záření cíle, které bývá teplejší než okolí, a navádějí střelu k cíli. Na stejném principudetekce zahřátých částí lodí, letadel, nádrží pomocí teploměrů.
IR lokátory a dálkoměry dokážou detekovat různé objekty v úplné tmě a měřit k nim vzdálenost. Speciální zařízení - optické kvantové generátory, které vyzařují v infračervené oblasti, se používají pro vesmírnou a pozemní komunikaci na velké vzdálenosti.
Infračervené záření ve vědě
Jedním z nejběžnějších je studium emisních a absorpčních spekter v IR oblasti. Používá se při studiu vlastností elektronových obalů atomů, k určování struktur různých molekul a kromě toho při kvalitativní a kvantitativní analýze směsí různých látek.
Vzhledem k rozdílům v koeficientech rozptylu, prostupu a odrazu těles ve viditelném a IR záření se fotografie pořízené za různých podmínek poněkud liší. Infračervené snímky často ukazují více detailů. Takové obrázky jsou široce používány v astronomii.
Studium vlivu infračervených paprsků na tělo
První vědecké údaje o vlivu infračerveného záření na lidské tělo pocházejí z 60. let minulého století. Autorem výzkumu je japonský lékař Tadashi Ishikawa. V průběhu svých experimentů se mu podařilo zjistit, že infračervené paprsky mají tendenci pronikat hluboko do lidského těla. Zároveň dochází k termoregulačním procesům, podobným reakci na pobyt v sauně. Pocení však začíná při nižší okolní teplotě (itje asi 50 °C) a k zahřívání vnitřních orgánů dochází mnohem hlouběji.
Při tomto zahřívání se zvyšuje krevní oběh, roztahují se cévy dýchacího systému, podkoží a kůže. Dlouhodobé vystavení člověka infračervenému záření však může způsobit úpal a silné infračervené záření vede k popáleninám různého stupně.
IR ochrana
Je zde malý seznam aktivit zaměřených na snížení rizika vystavení lidského těla infračervenému záření:
- Snížení intenzity záření. Dosahuje se toho výběrem vhodného technologického zařízení, včasnou výměnou zastaralého zařízení a také jeho racionálním uspořádáním.
- Odsun pracovníků od zdroje záření. Pokud to výrobní linka umožňuje, mělo by být preferováno dálkové ovládání výrobní linky.
- Instalace ochranných clon na zdroj nebo pracoviště. Takové ploty mohou být uspořádány dvěma způsoby, aby se snížil účinek infračerveného záření na lidské tělo. V prvním případě musí odrážet elektromagnetické vlny a ve druhém je zpožďovat a přeměňovat energii záření na energii tepelnou s následným jejím odstraněním. Vzhledem k tomu, že ochranné clony by neměly připravit specialisty o možnost sledovat procesy probíhající ve výrobě, mohou být průhledné nebo průsvitné. K tomu silikátové popřkřemenné sklo a také kovová pletiva a řetězy.
- Tepelná izolace nebo chlazení horkých povrchů. Hlavním účelem tepelné izolace je snížit riziko popálení pracovníků.
- Osobní ochranné prostředky (různé kombinézy, brýle se zabudovanými světelnými filtry, štíty).
- Preventivní opatření. Pokud v průběhu výše uvedených činností zůstává úroveň vystavení těla infračervenému záření dostatečně vysoká, pak by měl být zvolen vhodný režim práce a odpočinku.
Přínosy pro lidské tělo
Infračervené záření působící na lidské tělo vede ke zlepšení krevního oběhu díky vazodilataci, lepšímu nasycení orgánů a tkání kyslíkem. Zvýšení tělesné teploty má navíc analgetický účinek díky účinku paprsků na nervová zakončení v kůži.
Bylo zjištěno, že operace prováděná pod vlivem infračerveného záření má řadu výhod:
- bolest po operaci se snáší o něco snáze;
- rychlejší regenerace buněk;
- Účinek infračerveného záření na člověka zabraňuje ochlazení vnitřních orgánů v případě operace na otevřených dutinách, což snižuje riziko šoku.
U pacientů s popáleninami vytváří infračervené záření možnost odstranění nekrózy a také provedení autoplastiky v časnějším stadiu. Kromě toho se zkracuje doba trvání horečky, anémie a hypoproteinémie jsou méně výrazné a četnost komplikací je snížena.
Bylo prokázáno, že infračervené záření může oslabit účinek některých pesticidů zvýšením nespecifické imunity. Mnoho z nás ví o léčbě rýmy a některých dalších projevů nachlazení modrými IR lampami.
Škoda pro lidi
Za zmínku stojí, že poškození lidského těla infračerveným zářením může být také velmi významné. Nejzjevnějšími a nejčastějšími případy jsou popáleniny kůže a dermatitida. Mohou nastat buď při příliš dlouhé expozici slabým vlnám infračerveného spektra, nebo při intenzivním ozařování. Pokud jde o lékařské postupy, je to vzácné, ale přesto se při nesprávné léčbě objevují úpaly, astenie a exacerbace bolesti.
Jedním z moderních problémů jsou popáleniny očí. Nejnebezpečnější jsou pro ně IR paprsky s vlnovými délkami v rozmezí 0,76-1,5 mikronu. Pod jejich vlivem dochází k zahřívání čočky a komorové vody, což může vést k různým poruchám. Jedním z nejčastějších vedlejších účinků je fotofobie. To by měly mít na paměti děti hrající si s laserovými ukazovátky a svářeči, kteří zanedbávají osobní ochranné prostředky.
IR paprsky v medicíně
Léčba infračerveným zářením je lokální a obecná. V prvním případě se provádí lokální působení na určitou část těla a ve druhém je celé tělo vystaveno působení paprsků. Průběh léčby závisí na onemocnění a může se pohybovat od 5 do 20 sezení po 15-30 minutách. Při provádění postupů je předpokladempoužívání ochranných prostředků. K udržení zdraví očí se používají speciální kartonové podložky nebo brýle.
Po prvním zákroku se na povrchu kůže objeví zarudnutí s nezřetelnými okraji, které po asi hodině přejde.
Působení IR zářičů
Vzhledem k dostupnosti mnoha zdravotnických prostředků je lidé kupují pro osobní použití. Je však třeba mít na paměti, že taková zařízení musí splňovat zvláštní požadavky a musí být používána v souladu s bezpečnostními předpisy. Ale co je nejdůležitější, je důležité pochopit, že stejně jako jakékoli lékařské zařízení nelze infračervené vlnové zářiče použít pro řadu nemocí.
| Vlnová délka, µm | Užitečná akce |
| 9,5 µm | Imunokorektivní účinek u imunodeficitních stavů způsobených hladověním, otravou tetrachlormethanem, užíváním imunosupresiv. Vede k obnovení normálních ukazatelů buněčného spojení imunity. |
| 16,25 mikronů | Antioxidační působení. Provádí se v důsledku tvorby volných radikálů ze superoxidů a hydroperoxidů a jejich rekombinace. |
| 8, 2 a 6,4 µm | Antibakteriální působení a normalizace střevní mikroflóry vlivem vlivu na syntézu hormonů prostaglandinů, což vede k imunomodulačnímu účinku. |
| 22,5 µm | Výsledky překladu mnohanerozpustné sloučeniny, jako jsou krevní sraženiny a aterosklerotické plaky, do rozpustného stavu, což umožňuje jejich odstranění z těla. |
Proto by měl zvolit léčebný postup kvalifikovaný odborník, zkušený lékař. V závislosti na délce emitovaných infračervených vln mohou být zařízení použita pro různé účely.
