รังสีอินฟราเรด- การแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งครอบครองพื้นที่สเปกตรัมระหว่างปลายสีแดงของแสงที่มองเห็น (ความยาวคลื่น แล = 0.74 ไมโครเมตร) และการแผ่รังสีไมโครเวฟ (แล ~ 1-2 มม.)

สมบัติทางแสงของสารในรังสีอินฟราเรดแตกต่างอย่างมากจากสมบัติของสารในรังสีที่มองเห็นได้ ตัวอย่างเช่น ชั้นน้ำสูงหลายเซนติเมตรจะทึบแสงจนถึงรังสีอินฟราเรด โดยที่ แล = 1 ไมโครเมตร รังสีอินฟราเรดประกอบด้วยรังสีส่วนใหญ่จากหลอดไส้ หลอดปล่อยก๊าซ และประมาณ 50% ของรังสีจากดวงอาทิตย์ เลเซอร์บางตัวปล่อยรังสีอินฟราเรด ในการลงทะเบียน พวกเขาใช้ตัวรับความร้อนและโฟโตอิเล็กทริค รวมถึงวัสดุการถ่ายภาพพิเศษ

ขณะนี้ช่วงรังสีอินฟราเรดทั้งหมดแบ่งออกเป็นสามองค์ประกอบ:

• บริเวณคลื่นสั้น: แล = 0.74-2.5 µm;
• บริเวณคลื่นกลาง: แล = 2.5-50 µm;
• บริเวณคลื่นยาว: แล = 50-2000 µm;

เมื่อเร็ว ๆ นี้ขอบคลื่นยาวของช่วงนี้ได้ถูกแยกออกเป็นช่วงคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่แยกจากกันและเป็นอิสระ - รังสีเทระเฮิรตซ์(รังสีต่ำกว่ามิลลิเมตร)

รังสีอินฟราเรดเรียกอีกอย่างว่ารังสี "ความร้อน" เนื่องจากรังสีอินฟราเรดจากวัตถุที่ให้ความร้อนจะถูกรับรู้โดยผิวหนังของมนุษย์ว่าเป็นความรู้สึกของความร้อน ในกรณีนี้ ความยาวคลื่นที่ร่างกายปล่อยออกมาจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิความร้อน ยิ่งอุณหภูมิสูง ความยาวคลื่นก็จะสั้นลงและความเข้มของรังสีก็จะสูงขึ้นตามไปด้วย สเปกตรัมการแผ่รังสีของวัตถุสีดำสนิทที่อุณหภูมิค่อนข้างต่ำ (สูงถึงหลายพันเคลวิน) ส่วนใหญ่จะอยู่ในช่วงนี้ รังสีอินฟราเรดถูกปล่อยออกมาจากอะตอมหรือไอออนที่ถูกกระตุ้น

ประวัติการค้นพบและลักษณะทั่วไป

รังสีอินฟราเรดถูกค้นพบในปี 1800 โดยนักดาราศาสตร์ชาวอังกฤษ ดับเบิลยู. เฮอร์เชล ขณะศึกษาดวงอาทิตย์ เฮอร์เชลกำลังมองหาวิธีลดความร้อนของอุปกรณ์ที่ใช้สังเกตการณ์ เฮอร์เชลค้นพบว่า "ความร้อนสูงสุด" อยู่หลังสีแดงอิ่มตัวและอาจเป็นไปได้ว่า "เกินกว่าการหักเหที่มองเห็นได้" โดยใช้เทอร์โมมิเตอร์เพื่อกำหนดผลกระทบของส่วนต่างๆ ของสเปกตรัมที่มองเห็นได้ การศึกษาครั้งนี้ถือเป็นจุดเริ่มต้นของการศึกษารังสีอินฟราเรด

ก่อนหน้านี้แหล่งกำเนิดรังสีอินฟราเรดในห้องปฏิบัติการเป็นเพียงวัตถุร้อนหรือการปล่อยกระแสไฟฟ้าในก๊าซ ในปัจจุบัน แหล่งกำเนิดรังสีอินฟราเรดสมัยใหม่ที่มีความถี่ที่ปรับได้หรือคงที่ได้ถูกสร้างขึ้นโดยใช้เลเซอร์ก๊าซโซลิดสเตตและโมเลกุล ในการบันทึกการแผ่รังสีในบริเวณใกล้อินฟราเรด (สูงถึง ~1.3 μm) จะใช้แผ่นถ่ายภาพพิเศษ เครื่องตรวจจับโฟโตอิเล็กทริคและโฟโตรีซิสเตอร์มีช่วงความไวที่กว้างกว่า (สูงสุดประมาณ 25 ไมครอน) การแผ่รังสีในบริเวณอินฟราเรดไกลจะถูกบันทึกโดยโบโลมิเตอร์ ซึ่งเป็นเครื่องตรวจจับที่มีความไวต่อความร้อนจากรังสีอินฟราเรด

อุปกรณ์ IR ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเทคโนโลยีทางทหาร (เช่น สำหรับการนำทางขีปนาวุธ) และเทคโนโลยีพลเรือน (เช่น ในระบบสื่อสารใยแก้วนำแสง) สเปกโตรมิเตอร์อินฟราเรดใช้เลนส์และปริซึมหรือตะแกรงการเลี้ยวเบนและกระจกเป็นองค์ประกอบทางแสง เพื่อลดการดูดกลืนรังสีในอากาศ สเปกโตรมิเตอร์สำหรับบริเวณอินฟราเรดไกลจึงถูกผลิตขึ้นในรูปแบบสุญญากาศ

เนื่องจากสเปกตรัมอินฟราเรดสัมพันธ์กับการเคลื่อนที่แบบหมุนและการสั่นในโมเลกุล เช่นเดียวกับการเปลี่ยนผ่านทางอิเล็กทรอนิกส์ในอะตอมและโมเลกุล IR สเปกโทรสโกปีจึงช่วยให้ได้รับข้อมูลที่สำคัญเกี่ยวกับโครงสร้างของอะตอมและโมเลกุล ตลอดจนโครงสร้างแถบความถี่ของคริสตัล

แอปพลิเคชัน

ยา

รังสีอินฟราเรดใช้ในการกายภาพบำบัด

รีโมท

ไดโอดอินฟราเรดและโฟโตไดโอดใช้กันอย่างแพร่หลายในรีโมทคอนโทรล ระบบอัตโนมัติ ระบบรักษาความปลอดภัย โทรศัพท์มือถือบางรุ่น (พอร์ตอินฟราเรด) ฯลฯ รังสีอินฟราเรดไม่หันเหความสนใจของมนุษย์เนื่องจากการมองไม่เห็น

สิ่งที่น่าสนใจคือรังสีอินฟราเรดจากรีโมทคอนโทรลในครัวเรือนสามารถบันทึกได้อย่างง่ายดายโดยใช้กล้องดิจิตอล

เมื่อทาสี

ตัวปล่อยอินฟราเรดใช้ในอุตสาหกรรมเพื่อทำให้พื้นผิวสีแห้ง วิธีการอบแห้งด้วยอินฟราเรดมีข้อได้เปรียบเหนือวิธีการพาความร้อนแบบดั้งเดิมอย่างมาก ประการแรก แน่นอนว่านี่คือผลกระทบทางเศรษฐกิจ ความเร็วและพลังงานที่ใช้ระหว่างการอบแห้งด้วยอินฟราเรดนั้นน้อยกว่าตัวบ่งชี้เดียวกันกับวิธีการแบบเดิม

การทำหมันอาหาร

รังสีอินฟราเรดใช้ในการฆ่าเชื้อผลิตภัณฑ์อาหารเพื่อฆ่าเชื้อโรค

สารป้องกันการกัดกร่อน

รังสีอินฟราเรดใช้เพื่อป้องกันการกัดกร่อนของพื้นผิวที่เคลือบด้วยวานิช

อุตสาหกรรมอาหาร

คุณสมบัติพิเศษของการใช้รังสีอินฟราเรดในอุตสาหกรรมอาหารคือความเป็นไปได้ของการแทรกซึมของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเข้าไปในผลิตภัณฑ์ที่มีรูพรุนของเส้นเลือดฝอย เช่น ธัญพืช ธัญพืช แป้ง ฯลฯ จนถึงระดับความลึกสูงสุด 7 มม. ค่านี้ขึ้นอยู่กับลักษณะของพื้นผิว โครงสร้าง คุณสมบัติของวัสดุ และลักษณะความถี่ของการแผ่รังสี คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในช่วงความถี่หนึ่งๆ ไม่เพียงแต่ส่งผลต่อความร้อนเท่านั้น แต่ยังมีผลกระทบทางชีวภาพต่อผลิตภัณฑ์อีกด้วย ซึ่งช่วยเร่งการเปลี่ยนแปลงทางชีวเคมีในโพลีเมอร์ชีวภาพ (แป้ง โปรตีน ไขมัน) สายพานลำเลียงแบบแห้งสามารถใช้งานได้สำเร็จเมื่อจัดเก็บเมล็ดพืชในยุ้งฉางและในอุตสาหกรรมโม่แป้ง

นอกจากนี้รังสีอินฟราเรดยังใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อให้ความร้อนแก่พื้นที่ในร่มและกลางแจ้ง เครื่องทำความร้อนแบบอินฟราเรดใช้เพื่อจัดระเบียบเครื่องทำความร้อนเพิ่มเติมหรือหลักในห้อง (บ้านอพาร์ทเมนต์สำนักงาน ฯลฯ ) เช่นเดียวกับการทำความร้อนในพื้นที่กลางแจ้งในพื้นที่ (ร้านกาแฟกลางแจ้ง, ศาลา, ระเบียง)

ข้อเสียคือความร้อนไม่สม่ำเสมอมากขึ้นอย่างมีนัยสำคัญซึ่งเป็นที่ยอมรับไม่ได้อย่างสมบูรณ์ในกระบวนการทางเทคโนโลยีจำนวนหนึ่ง

การตรวจสอบเงินเพื่อความถูกต้อง

ตัวส่งสัญญาณอินฟราเรดใช้ในอุปกรณ์สำหรับตรวจสอบเงิน เมื่อนำไปใช้กับธนบัตรในฐานะองค์ประกอบด้านความปลอดภัยประการหนึ่ง หมึกเมตาเมริกชนิดพิเศษจึงสามารถมองเห็นได้เฉพาะในช่วงอินฟราเรดเท่านั้น เครื่องตรวจจับสกุลเงินแบบอินฟราเรดเป็นอุปกรณ์ที่ปราศจากข้อผิดพลาดมากที่สุดในการตรวจสอบความถูกต้องของเงิน การติดเครื่องหมายอินฟราเรดบนธนบัตร ต่างจากการใช้เครื่องหมายอัลตราไวโอเลต เนื่องจากมีราคาแพงสำหรับผู้ลอกเลียนแบบ จึงไม่คุ้มทุนในเชิงเศรษฐกิจ ดังนั้น เครื่องตรวจจับธนบัตรที่มีตัวส่งสัญญาณ IR ในตัวจึงเป็นเครื่องป้องกันการปลอมแปลงที่เชื่อถือได้มากที่สุดในปัจจุบัน

อันตรายต่อสุขภาพ

รังสีอินฟราเรดที่แรงในพื้นที่ร้อนอาจทำให้เกิดอันตรายต่อดวงตาได้ จะเป็นอันตรายที่สุดเมื่อรังสีไม่ได้มาพร้อมกับแสงที่มองเห็นได้ ในสถานที่ดังกล่าวจำเป็นต้องสวมอุปกรณ์ป้องกันดวงตาเป็นพิเศษ

ดูสิ่งนี้ด้วย

วิธีการถ่ายเทความร้อนแบบอื่นๆ

วิธีการลงทะเบียน (บันทึก) สเปกตรัม IR

หมายเหตุ

ลิงค์

รังสีอินฟราเรดเป็นรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าประเภทหนึ่งที่ล้อมรอบส่วนสีแดงของสเปกตรัมของแสงที่มองเห็นได้ด้านหนึ่งและไมโครเวฟอีกด้านหนึ่ง ความยาวคลื่น - ตั้งแต่ 0.74 ถึง 1,000-2,000 ไมโครเมตร คลื่นอินฟราเรดเรียกอีกอย่างว่า "ความร้อน" ตามความยาวคลื่นจะแบ่งออกเป็นสามกลุ่ม:

คลื่นสั้น (0.74-2.5 ไมโครเมตร)

คลื่นกลาง (ยาวกว่า 2.5 สั้นกว่า 50 ไมโครเมตร)

ความยาวคลื่นยาว (มากกว่า 50 ไมโครเมตร)

แหล่งกำเนิดรังสีอินฟราเรด

บนโลกของเรา การแผ่รังสีอินฟราเรดไม่ใช่เรื่องแปลกแต่อย่างใด ความร้อนเกือบทุกชนิดเป็นผลจากรังสีอินฟราเรด ไม่สำคัญว่ามันคืออะไร: แสงแดด ความอบอุ่นจากร่างกายของเรา หรือความร้อนที่เล็ดลอดออกมาจากอุปกรณ์ทำความร้อน

ส่วนอินฟราเรดของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าไม่ได้ให้ความร้อนแก่พื้นที่ แต่เป็นตัววัตถุเอง ตามหลักการนี้เองที่สร้างงานของหลอดอินฟราเรด และดวงอาทิตย์ก็ทำให้โลกร้อนในลักษณะเดียวกัน

ผลต่อสิ่งมีชีวิต

ในขณะนี้ วิทยาศาสตร์ยังไม่ทราบข้อเท็จจริงที่ได้รับการยืนยันเกี่ยวกับผลเสียของรังสีอินฟราเรดต่อร่างกายมนุษย์ เว้นแต่เยื่อเมือกของดวงตาจะได้รับความเสียหายเนื่องจากการฉายรังสีที่รุนแรงเกินไป

แต่เราสามารถพูดคุยเกี่ยวกับผลประโยชน์ได้เป็นเวลานานมาก ย้อนกลับไปในปี 1996 นักวิทยาศาสตร์จากสหรัฐอเมริกา ญี่ปุ่น และฮอลแลนด์ได้ยืนยันข้อเท็จจริงทางการแพทย์เชิงบวกหลายประการ การแผ่รังสีความร้อน:

ทำลายไวรัสตับอักเสบบางประเภท

ยับยั้งและชะลอการเติบโตของเซลล์มะเร็ง

มีความสามารถในการต่อต้านสนามแม่เหล็กไฟฟ้าและรังสีที่เป็นอันตราย รวมถึงกัมมันตภาพรังสี

ช่วยให้ผู้ป่วยโรคเบาหวานผลิตอินซูลิน

สามารถช่วยในเรื่องเสื่อมได้

ปรับปรุงสภาพร่างกายด้วยโรคสะเก็ดเงิน

เมื่อคุณรู้สึกดีขึ้น อวัยวะภายในของคุณจะเริ่มทำงานอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น สารอาหารของกล้ามเนื้อเพิ่มขึ้นและความแข็งแรงของระบบภูมิคุ้มกันเพิ่มขึ้นอย่างมาก เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าหากไม่มีรังสีอินฟราเรด ร่างกายจะแก่เร็วขึ้นอย่างเห็นได้ชัด

รังสีอินฟราเรดเรียกอีกอย่างว่า "รังสีแห่งชีวิต" ชีวิตเริ่มต้นขึ้นภายใต้อิทธิพลของพวกเขา

การใช้รังสีอินฟราเรดในชีวิตมนุษย์

แสงอินฟราเรดมีการใช้อย่างแพร่หลายไม่น้อยไปกว่าที่แพร่หลาย อาจเป็นเรื่องยากมากที่จะหาพื้นที่เศรษฐกิจของประเทศอย่างน้อยหนึ่งพื้นที่ซึ่งไม่พบการใช้งานส่วนอินฟราเรดของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เราแสดงรายการแอปพลิเคชันที่มีชื่อเสียงที่สุด:

สงคราม หัวรบขีปนาวุธนำวิถีหรืออุปกรณ์มองเห็นตอนกลางคืนล้วนเป็นผลมาจากการใช้รังสีอินฟราเรด

การถ่ายภาพความร้อนถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในทางวิทยาศาสตร์เพื่อตรวจวัดส่วนที่ร้อนจัดหรือเย็นจัดของวัตถุที่กำลังศึกษาอยู่ การถ่ายภาพอินฟราเรดยังใช้กันอย่างแพร่หลายในดาราศาสตร์ เช่นเดียวกับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าประเภทอื่นๆ

เครื่องทำความร้อนในครัวเรือน อุปกรณ์ดังกล่าวใช้พลังงานจากการแผ่รังสีเพื่อให้ความร้อนแก่วัตถุทั้งหมดในห้องซึ่งแตกต่างจากคอนเวคเตอร์ นอกจากนี้ สิ่งของภายในยังปล่อยความร้อนออกไปสู่อากาศโดยรอบ

การส่งข้อมูลและการควบคุมระยะไกล ใช่ รีโมทคอนโทรลทั้งหมดสำหรับทีวี เครื่องบันทึกเทป และเครื่องปรับอากาศใช้รังสีอินฟราเรด

การฆ่าเชื้อในอุตสาหกรรมอาหาร

ยา. การรักษาและป้องกันโรคหลายชนิด

รังสีอินฟราเรดเป็นส่วนที่ค่อนข้างเล็กของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า เนื่องจากเป็นวิธีธรรมชาติในการถ่ายเทความร้อน กระบวนการชีวิตบนโลกของเราจึงสามารถทำได้โดยปราศจากความร้อน

การแนะนำ

รังสีอินฟราเรดเรียกว่ารังสี "ความร้อน" เนื่องจากรังสีอินฟราเรดจากวัตถุที่ให้ความร้อนจะถูกรับรู้โดยผิวหนังของมนุษย์ว่าเป็นความรู้สึกของความร้อน ในกรณีนี้ ความยาวคลื่นที่ร่างกายปล่อยออกมาจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิความร้อน ยิ่งอุณหภูมิสูง ความยาวคลื่นก็จะสั้นลงและความเข้มของรังสีก็จะสูงขึ้นตามไปด้วย สเปกตรัมการแผ่รังสีของวัตถุสีดำสนิทที่อุณหภูมิค่อนข้างต่ำ (สูงถึงหลายพันเคลวิน) ส่วนใหญ่จะอยู่ในช่วงนี้ รังสีอินฟราเรดถูกปล่อยออกมาจากอะตอมหรือไอออนที่ถูกกระตุ้น รังสีอินฟราเรดนั้นเกือบจะเหมือนกับแสงธรรมดา

ข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือเมื่อมันกระทบกับวัตถุ ส่วนที่มองเห็นได้ของสเปกตรัมจะกลายเป็นแสงสว่าง และรังสีอินฟราเรดจะถูกร่างกายดูดซับไว้ และกลายเป็นพลังงานความร้อน หากไม่มีสิ่งนี้ ชีวิตบนโลกของเราก็คิดไม่ถึง เมื่อรังสีอินฟราเรดแพร่กระจายในอวกาศ แทบไม่มีการสูญเสียพลังงานเลย อันที่จริงมันเป็นไปตามธรรมชาติและเป็นวิธีการทำความร้อนที่ทันสมัยที่สุด ดังนั้นสำหรับวิศวกรรมพลังงานความร้อน ประเด็นของการใช้รังสีอินฟราเรดจึงน่าสนใจมาก

งานนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาคุณลักษณะของรังสีอินฟราเรดและการป้องกันรังสีอินฟราเรด เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ จำเป็นต้องแก้ไขงานต่อไปนี้:

1. พิจารณาคุณลักษณะของรังสีอินฟราเรด

2. วิเคราะห์ปัจจัยความเสียหายของรังสีอินฟราเรด

3. ศึกษาแนวทางการป้องกันอันตรายจากรังสีอินฟราเรด

ลักษณะของรังสีอินฟราเรดและแหล่งที่มา

รังสีอินฟราเรดถูกสร้างขึ้นโดยวัตถุที่ให้ความร้อน อุณหภูมิที่กำหนดความเข้มและสเปกตรัมของพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าที่ปล่อยออกมา วัตถุที่ให้ความร้อนที่มีอุณหภูมิสูงกว่า 100 o C เป็นแหล่งกำเนิดรังสีอินฟราเรดคลื่นสั้น ลักษณะเชิงปริมาณประการหนึ่งของรังสีคือความเข้มของการแผ่รังสีความร้อน ซึ่งสามารถกำหนดเป็นพลังงานที่ปล่อยออกมาต่อหน่วยพื้นที่ต่อหน่วยเวลา (kcal/(m2 h) หรือ W/m2) การวัดความเข้มของการแผ่รังสีความร้อนเรียกอีกอย่างว่าแอกติโนเมทรี (จากคำภาษากรีกแอสตินอส - เรย์และเมทริโอ - ฉันวัด) และอุปกรณ์ที่ใช้ในการกำหนดความเข้มของรังสีเรียกว่าแอกติโนมิเตอร์ ความสามารถในการทะลุทะลวงของรังสีอินฟราเรดเปลี่ยนแปลงไปขึ้นอยู่กับความยาวคลื่น การแผ่รังสีอินฟราเรดคลื่นสั้น (0.76-1.4 ไมครอน) มีความสามารถในการทะลุทะลวงได้มากที่สุด ซึ่งแทรกซึมเข้าไปในเนื้อเยื่อของมนุษย์ได้ลึกหลายเซนติเมตร รังสีอินฟราเรดคลื่นยาว (9-420 ไมครอน) จะยังคงอยู่ในชั้นผิวเผินของผิวหนัง

แหล่งที่มาของรังสีอินฟราเรด ในสภาวะทางอุตสาหกรรม สามารถสร้างความร้อนได้จาก:

* เตาหลอม เตาให้ความร้อน และอุปกรณ์ระบายความร้อนอื่น ๆ

*การระบายความร้อนของโลหะที่ได้รับความร้อนหรือหลอมเหลว

*เปลี่ยนเป็นความร้อนของพลังงานกลที่ใช้ในการขับเคลื่อนอุปกรณ์เทคโนโลยีหลัก

*การเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานความร้อน ฯลฯ

พลังงานความร้อนประมาณ 60% ถูกกระจายไปในสิ่งแวดล้อมโดยรังสีอินฟราเรด พลังงานการแผ่รังสีที่ไหลผ่านอวกาศแทบไม่สูญเสียกลับกลายเป็นความร้อนอีกครั้ง การแผ่รังสีความร้อนไม่ส่งผลโดยตรงต่ออากาศโดยรอบ โดยสามารถทะลุผ่านอากาศได้อย่างเสรี แหล่งความร้อนจากการแผ่รังสีทางอุตสาหกรรมสามารถแบ่งออกได้เป็น 4 กลุ่มตามลักษณะของรังสี:

* มีอุณหภูมิพื้นผิวที่แผ่รังสีสูงถึง 500oC (พื้นผิวด้านนอกของเตาเผา ฯลฯ ) สเปกตรัมประกอบด้วยรังสีอินฟราเรดที่มีความยาวคลื่น 1.9-3.7 ไมครอน

* ด้วยอุณหภูมิพื้นผิวตั้งแต่ 500 ถึง 1300oC (เปลวไฟ, เหล็กหล่อหลอมเหลว ฯลฯ ); สเปกตรัมประกอบด้วยรังสีอินฟราเรดส่วนใหญ่ที่มีความยาวคลื่น 1.9-3.7 ไมครอน

* ด้วยอุณหภูมิตั้งแต่ 1300 ถึง 1800oC (เหล็กหลอมเหลว ฯลฯ ); สเปกตรัมมีทั้งรังสีอินฟราเรดจนถึงรังสีสั้นที่มีความยาวคลื่น 1.2-1.9 ไมครอนและรังสีที่มองเห็นได้ซึ่งมีความสว่างสูง

* ที่มีอุณหภูมิสูงกว่า 1800oC (เปลวไฟของเตาอาร์กไฟฟ้า เครื่องเชื่อม ฯลฯ) สเปกตรัมการแผ่รังสีของพวกมันประกอบด้วยรังสีอัลตราไวโอเลตและอินฟราเรดและที่มองเห็นได้

ผลิตภัณฑ์อาหารอาจได้รับผลกระทบจากอิทธิพลทางไฟฟ้าฟิสิกส์หลายประเภท ซึ่งรวมถึงกระแสไฟฟ้า แรงกระตุ้นไฟฟ้า ความถี่สูงพิเศษ อัลตราไวโอเลต และอื่นๆ รวมถึงรังสีอินฟราเรด

ด้วยการให้ผลิตภัณฑ์สัมผัสกับรังสีอินฟราเรด กระบวนการทางเทคโนโลยีต่อไปนี้สามารถดำเนินการได้: การทำความร้อน การทอด การอบ การอบแห้ง และอื่นๆ เมื่อสัมผัสกับวัสดุหรือค่อนข้างจะไหล มันจะกลายเป็นความร้อน ความสามารถของผลิตภัณฑ์ในการดูดซับรังสีอินฟราเรดได้รับอิทธิพลจากปัจจัยสองประการ ได้แก่ ความยาวคลื่นที่ส่งผลต่อผลิตภัณฑ์และคุณสมบัติทางแสงของผลิตภัณฑ์เอง ความยาวคลื่นสามารถอยู่ในช่วงตั้งแต่ 0.76 ถึง 750 µm ช่วงการปล่อยก๊าซมีสามกลุ่มขึ้นอยู่กับความยาวคลื่น

1) คลื่นสั้น ความยาวคลื่นอยู่ระหว่าง 0.76 µm ถึง 2.5 µm
2) คลื่นปานกลาง ความยาวคลื่นอยู่ระหว่าง 2.5 ถึง 25 µm
3) ความยาวคลื่นยาว ความยาวคลื่นอยู่ระหว่าง 25 ถึง 750 µm

นอกจากนี้ยังมีค่าสัมประสิทธิ์จำนวนหนึ่งที่กำหนดลักษณะกระบวนการโต้ตอบของสารกับพลังงานที่กระทำกับสารนั้น สิ่งเหล่านี้คือการสะท้อน การดูดซับ และการส่งผ่าน เมื่อผลิตภัณฑ์อาหารสัมผัสกับความร้อน พื้นผิวของผลิตภัณฑ์อาหารจะเปลี่ยนโครงสร้าง สี ฯลฯ กล่าวคือ พื้นผิวจะไม่คงที่

แหล่งกำเนิดรังสีอินฟราเรดแบ่งออกเป็นแสงและความมืด ขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นที่ปล่อยออกมา ตัวส่งแสงมีส่วนของแสงที่มองเห็นได้ในสเปกตรัม เส้นแบ่งระหว่างตัวปล่อยความมืดและแสงคือความยาวคลื่น 3 ไมครอนขึ้นไป

แหล่งกำเนิดแสงของรังสีอินฟราเรดประกอบด้วยตัวปล่อยประเภทต่อไปนี้: ไฟฟ้าและก๊าซ

องค์ประกอบหลักของตัวปล่อยไฟฟ้าคือลวดที่ประกอบด้วยนิกโครมหรือทังสเตน ส่วนใหญ่มักทำเป็นรูปเกลียว

มาดูตัวปล่อยไฟฟ้าบางประเภทให้ละเอียดยิ่งขึ้น

โคมไฟกระจกเป็นหลอดแก้วที่มีไส้หลอดทังสเตนอยู่ตรงกลาง พลังของหลอดไฟดังกล่าวสามารถอยู่ที่ 250 - 500 W สเปกตรัมการปล่อยก๊าซอยู่ในช่วง 0.8 ถึง 6 μm สามารถทำความร้อนผลิตภัณฑ์ได้สูงถึง 240 C โดยติดตั้งห่างจากพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ 15 ซม. ตัวปล่อยไฟฟ้าชนิดนี้ค่อนข้างเปราะบาง

โคมไฟควอทซ์แบบท่อมีไส้หลอดทังสเตนอยู่ภายในและมีขั้วโมลิบดีนัม กำลังไฟฟ้า 920 - 1000 วัตต์ ความยาวคลื่นสูงสุด 1 µm เพื่อลดกระบวนการระเหยของทังสเตนลงบนพื้นผิวด้านในของท่อให้มากที่สุดจะมีการสูบก๊าซเฉื่อยเข้าไป หลอดไฟเหล่านี้ปราศจากความเฉื่อย

เปิดและปิด องค์ประกอบหลักของพวกเขาคือเกลียวนิกโครม ความยาวคลื่นคือ 2.4 µm และ 2.5 µm ตามลำดับ

การใช้หลอดแก้วควอทซ์เป็นตัวส่งสัญญาณ IR ในอุตสาหกรรมอาหาร ห้ามตามข้อกำหนดด้านสุขอนามัย, เพราะ สามารถแตกหักได้ง่ายระหว่างการทำงานของอุปกรณ์

ตัวส่งสัญญาณอินฟราเรดแบบไฟฟ้ายังรวมถึงองค์ประกอบความร้อนด้วย ความยาวคลื่นที่ปล่อยออกมาคือ 2.5 µm

ตัวส่งสัญญาณอินฟราเรดของแก๊สทำงานบนแก๊ส ตามชื่อของมัน อาจเป็นได้ทั้งก๊าซธรรมชาติหรือก๊าซเหลว

ประเภทของแหล่งกำเนิดอินฟราเรดที่จำเป็นในการประมวลผลผลิตภัณฑ์นั้นจะขึ้นอยู่กับ: ลักษณะสเปกตรัมของผลิตภัณฑ์เอง ความเข้มข้นของความร้อนที่จะถูกส่งเข้ามา และประสิทธิภาพของอุปกรณ์

รังสีอินฟราเรด การค้นพบรังสีอินฟราเรด

คำจำกัดความ 1

ภายใต้ รังสีอินฟราเรด(IR) หมายถึงรูปแบบหนึ่งของพลังงานหรือวิธีการให้ความร้อนซึ่งความร้อนจากตัวหนึ่งถูกถ่ายโอนไปยังอีกตัวหนึ่ง

ในช่วงชีวิตของเขา บุคคลจะได้รับรังสีอินฟราเรดอยู่ตลอดเวลาและสามารถสัมผัสได้ถึงพลังงานนี้เหมือนกับความร้อนที่มาจากวัตถุ รับรู้รังสีอินฟราเรด ผิวหนังของมนุษย์, ดวงตาไม่สามารถมองเห็นได้ในสเปกตรัมนี้

แหล่งธรรมชาติอุณหภูมิสูงคือแสงสว่างของเรา อุณหภูมิความร้อนสัมพันธ์กับความยาวคลื่นของรังสีอินฟราเรด ได้แก่ คลื่นสั้น คลื่นกลาง และคลื่นยาว

ความยาวคลื่นสั้นมีอุณหภูมิสูงและมีรังสีที่รุนแรง ย้อนกลับไปในปี 1800 ดอลลาร์ นักดาราศาสตร์ชาวอังกฤษ ดับเบิลยู. เฮอร์เชลได้ทำการสังเกตดวงอาทิตย์ ในขณะที่ศึกษาเกี่ยวกับแสงสว่าง เขากำลังมองหาวิธีที่จะลดความร้อนของอุปกรณ์ที่ใช้ในการศึกษาเหล่านี้ ในขั้นตอนหนึ่งของการทำงานนักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบสิ่งนี้เบื้องหลังความอิ่มตัว ในสีแดงตั้งอยู่ " ความร้อนสูงสุด" การศึกษาเป็นจุดเริ่มต้นของการศึกษา รังสีอินฟราเรด.

ถ้าก่อนหน้านี้ แหล่งที่มารังสีอินฟราเรดในห้องปฏิบัติการทำหน้าที่เป็นวัตถุร้อนหรือการปล่อยกระแสไฟฟ้าในก๊าซในปัจจุบัน แหล่งสมัยใหม่ได้ถูกสร้างขึ้นรังสีอินฟราเรดที่มีความถี่ที่สามารถปรับหรือคงที่ได้ ขึ้นอยู่กับเลเซอร์ก๊าซโซลิดสเตตและโมเลกุล

ใน ใกล้อินฟราเรด(ประมาณ 1.3$ ไมครอน) เพื่อบันทึกรังสีที่ใช้เป็นพิเศษ แผ่นถ่ายภาพ.

ใน อินฟราเรดไกลมีการลงทะเบียนรังสีแล้ว โบโลมิเตอร์- เป็นเครื่องตรวจจับที่ไวต่อความร้อนจากรังสีอินฟราเรด

คลื่นอินฟราเรดได้ ความยาวที่แตกต่างกันดังนั้นความสามารถในการเจาะทะลุของพวกเขาก็จะแตกต่างกันเช่นกัน

คลื่นยาวเช่น รังสีที่มาจากดวงอาทิตย์อย่างสงบ ผ่านชั้นบรรยากาศของโลกในเวลาเดียวกันโดยไม่ต้องให้ความร้อน เมื่อเจาะผ่านวัตถุที่เป็นของแข็งพวกมันจะเพิ่มอุณหภูมิดังนั้นสำหรับทุกชีวิตบนโลกนี้จึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง รังสีไกล.

เป็นเรื่องที่น่าสนใจว่าใน ชดเชยการแต่งหน้าอย่างต่อเนื่องสิ่งมีชีวิตทุกชนิดต้องการซึ่งปล่อยความร้อนสเปกตรัมเดียวกันด้วย หากไม่มีการชาร์จ อุณหภูมิของร่างกายจะลดลง ซึ่งทำให้เสี่ยงต่อการติดเชื้อต่างๆ นี้ เติมเงินเพิ่มเติมในรูปของรังสีอินฟราเรด ตามที่นักวิทยาศาสตร์กล่าวไว้ ค่อนข้างมีประโยชน์มากกว่าเป็นอันตราย

หมายเหตุ 1

ผู้เชี่ยวชาญได้ทำการทดลองกับสัตว์มากมายซึ่งได้แสดงให้เห็นแล้ว รังสีอินฟราเรดยับยั้งการเจริญเติบโตของเซลล์มะเร็ง ทำลายไวรัสจำนวนหนึ่ง และต่อต้านผลการทำลายล้างของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า รังสีอินฟราเรดคลื่นยาวเพิ่มปริมาณอินซูลินที่ร่างกายผลิตได้และต่อต้านผลกระทบของการได้รับสารกัมมันตภาพรังสี

การประยุกต์รังสีอินฟราเรด

รังสีอินฟราเรดมีการใช้กันอย่างแพร่หลายทั้งในชีวิตประจำวันและในกิจกรรมของมนุษย์ในด้านต่างๆ

ขอบเขตการใช้งานหลักคือ:

เทอร์โมกราฟฟี. การแผ่รังสีอินฟราเรดช่วยให้คุณกำหนดอุณหภูมิของวัตถุที่อยู่ในระยะไกลได้ การถ่ายภาพความร้อนถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในงานอุตสาหกรรมและการทหาร กล้องสามารถตรวจจับอินฟราเรดและสร้างภาพรังสีนี้ได้ ด้วยกล้องถ่ายภาพความร้อน คุณสามารถ "มองเห็น" ทุกสิ่งที่อยู่ใกล้เคียงได้โดยไม่ต้องใช้แสงใดๆ เนื่องจากวัตถุที่ให้ความร้อนทั้งหมดจะปล่อยอินฟราเรดออกมา

การติดตาม. การติดตาม IR ใช้ในการนำทางขีปนาวุธซึ่งมีอุปกรณ์ที่เรียกว่า “ ผู้แสวงหาความร้อน" เนื่องจากเครื่องยนต์ของเครื่องจักรและกลไกและตัวบุคคลเองปล่อยความร้อนออกมาจะมองเห็นได้ชัดเจนในช่วงอินฟราเรดและจากที่นี่จรวดสามารถค้นหาทิศทางการบินได้อย่างง่ายดาย

เครื่องทำความร้อนในฐานะที่เป็นแหล่งความร้อน IR จะเพิ่มอุณหภูมิและมีผลดีต่อสุขภาพของมนุษย์ เช่น ห้องซาวน่าอินฟราเรดซึ่งวันนี้ก็มีเรื่องพูดคุยกันมากมาย ใช้ในการรักษาความดันโลหิตสูง หัวใจล้มเหลว และโรคข้ออักเสบรูมาตอยด์

อุตุนิยมวิทยา. ความสูงของเมฆและอุณหภูมิพื้นผิวของน้ำและพื้นดินถูกกำหนดจากดาวเทียมที่ถ่ายภาพอินฟราเรด ในภาพดังกล่าว เมฆเย็นจะเป็นสีขาว ในขณะที่เมฆอบอุ่นจะเป็นสีเทา พื้นผิวโลกที่ร้อนทาสีดำหรือสีเทา

ดาราศาสตร์.เมื่อสังเกตวัตถุท้องฟ้า นักดาราศาสตร์จะใช้กล้องโทรทรรศน์อินฟราเรดแบบพิเศษ ต้องขอบคุณกล้องโทรทรรศน์เหล่านี้ นักวิทยาศาสตร์สามารถระบุโปรโตสตาร์ก่อนที่มันจะเปล่งแสงที่มองเห็น แยกแยะวัตถุเย็น และสังเกตนิวเคลียสของกาแลคซี

ศิลปะ. และที่นี่รังสีอินฟราเรดก็พบการใช้งานแล้ว นักวิจารณ์ศิลปะต้องขอบคุณอินฟราเรด แผ่นสะท้อนแสงชมชั้นล่างของภาพเขียนภาพร่างของศิลปิน อุปกรณ์นี้ช่วยแยกแยะต้นฉบับจากสำเนา ข้อผิดพลาดในงานบูรณะ ด้วยความช่วยเหลือทำให้มีการศึกษาเอกสารเก่าที่เป็นลายลักษณ์อักษร

ยา.คุณสมบัติการรักษาของการบำบัดด้วยอินฟราเรดเป็นที่รู้จักกันอย่างแพร่หลาย ดินเหนียว ทราย และเกลือที่ร้อนจัดถือเป็นการรักษามานานแล้วและมีผลดีต่อร่างกายมนุษย์ IR ช่วยรักษากระดูกหัก ปรับปรุงการเผาผลาญในร่างกาย ต่อสู้กับโรคอ้วน ส่งเสริมการสมานแผล ปรับปรุงการไหลเวียนโลหิต และมีผลดีต่อข้อต่อและกล้ามเนื้อ

นอกจากนี้ผลการรักษาโรคยังใช้:

1. โรคหลอดลมอักเสบเรื้อรังและโรคหอบหืด;
2. โรคปอดอักเสบ;
3. ถุงน้ำดีอักเสบเรื้อรังและอาการกำเริบ;
4. ต่อมลูกหมากอักเสบที่มีความแรงบกพร่อง
5. โรคข้ออักเสบรูมาตอยด์;
6. สำหรับโรคทางเดินปัสสาวะ เป็นต้น

ในการใช้รังสีอินฟราเรดเพื่อการรักษาโรคจำเป็นต้องคำนึงถึงข้อห้ามด้วย

สิ่งเหล่านี้สามารถก่อให้เกิดอันตรายร้ายแรงได้:

1. เมื่อบุคคลมีโรคหนอง
2. เลือดออกที่ซ่อนอยู่;
3. โรคเลือด
4. เนื้องอกและเหนือสิ่งอื่นใดคือเนื้อร้าย
5. โรคอักเสบส่วนใหญ่มักเฉียบพลัน

คลื่นสั้น IRส่งผลเสียต่อเนื้อเยื่อสมองของมนุษย์ ส่งผลให้ “ โรคลมแดด" ความเสียหายในกรณีนี้ชัดเจน บุคคลจะมีอาการปวดหัว ชีพจรและหายใจเร็ว การมองเห็นมืดลง และหมดสติได้ ด้วยการฉายรังสีเพิ่มเติมร่างกายไม่สามารถต้านทานได้ - เนื้อเยื่อและเยื่อหุ้มสมองบวมเกิดขึ้นและมีอาการไข้สมองอักเสบและเยื่อหุ้มสมองอักเสบปรากฏขึ้น คลื่นสั้นอันตรายร้ายแรงโดยเฉพาะอย่างยิ่งเกิดขึ้นกับดวงตาของมนุษย์และระบบหัวใจและหลอดเลือด

โน้ต 2

ดังนั้นปรากฎว่าประโยชน์ของ IR ในร่างกายแม้จะมีแง่ลบ แต่ก็มีความสำคัญ

การป้องกันอินฟราเรด

เพื่อลดอันตรายที่เกิดจากรังสีอินฟราเรดและป้องกัน จึงได้มีการพัฒนามาตรฐานสำหรับรังสีอินฟราเรดที่ปลอดภัยสำหรับมนุษย์

มาตรการป้องกันขั้นพื้นฐาน:

1. เทคโนโลยีที่ล้าสมัยจะต้องถูกแทนที่ด้วยเทคโนโลยีสมัยใหม่ซึ่งจะลดความเข้มของรังสีแหล่งกำเนิด
2. การใช้หน้าจอที่ทำจากตาข่ายโลหะและโซ่บุช่องเปิดเตาแบบเปิดด้วยแร่ใยหิน
3. การป้องกันส่วนบุคคลภาคบังคับและเหนือสิ่งอื่นใดคือการป้องกันดวงตาด้วยแว่นตาพร้อมฟิลเตอร์แสง
4. การป้องกันร่างกายด้วยชุดทำงานผ้าลินินหรือผ้าครึ่งลินิน
5. ระบอบการปกครองที่มีเหตุผลของการทำงานและการพักผ่อน
6. มาตรการทางการแพทย์และการป้องกันภาคบังคับสำหรับพนักงาน