अवरक्त विकिरण के विभिन्न स्रोत हैं। वर्तमान में, वे घरेलू उपकरणों, स्वचालन और सुरक्षा प्रणालियों में पाए जाते हैं, और औद्योगिक उत्पादों को सुखाने के लिए भी उपयोग किए जाते हैं। इन्फ्रारेड प्रकाश स्रोत, जब सही तरीके से उपयोग किए जाते हैं, तो मानव शरीर को प्रभावित नहीं करते हैं, यही कारण है कि उत्पाद बहुत लोकप्रिय हैं।

खोज का इतिहास

कई शताब्दियों से, उत्कृष्ट दिमाग प्रकाश की प्रकृति और क्रिया का अध्ययन कर रहे हैं।

इन्फ्रारेड प्रकाश की खोज 19वीं सदी की शुरुआत में खगोलशास्त्री डब्ल्यू हर्शेल के शोध के माध्यम से की गई थी। इसका सार विभिन्न सौर क्षेत्रों की ताप क्षमताओं का अध्ययन करना था। वैज्ञानिक उनके पास एक थर्मामीटर लाए और तापमान में वृद्धि की निगरानी की। यह प्रक्रिया तब देखी गई जब डिवाइस ने लाल बॉर्डर को छुआ। वी. हर्शेल ने निष्कर्ष निकाला कि एक निश्चित विकिरण है जिसे दृष्टि से नहीं देखा जा सकता है, लेकिन थर्मामीटर का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है।

इन्फ्रारेड किरणें: अनुप्रयोग

वे मानव जीवन में व्यापक हैं और उन्होंने विभिन्न क्षेत्रों में अपना आवेदन पाया है:

• युद्ध. किसी लक्ष्य पर स्वतंत्र रूप से निशाना साधने में सक्षम आधुनिक मिसाइलें और हथियार इन्फ्रारेड विकिरण के उपयोग का परिणाम हैं।
• थर्मोग्राफी। इन्फ्रारेड विकिरण का उपयोग अत्यधिक गर्म या अतिशीतित क्षेत्रों का अध्ययन करने के लिए किया जाता है। खगोलीय पिंडों का पता लगाने के लिए खगोल विज्ञान में इन्फ्रारेड छवियों का भी उपयोग किया जाता है।
• ज़िंदगी जिसके संचालन का उद्देश्य आंतरिक वस्तुओं और दीवारों को गर्म करना है, ने काफी लोकप्रियता हासिल की है। फिर वे अंतरिक्ष में गर्मी छोड़ते हैं।
• रिमोट कंट्रोल। टीवी, फर्नेस, एयर कंडीशनर आदि के लिए सभी मौजूदा रिमोट कंट्रोल। इन्फ्रारेड किरणों से सुसज्जित।
• चिकित्सा में, विभिन्न रोगों के उपचार और रोकथाम के लिए अवरक्त किरणों का उपयोग किया जाता है।

आइए देखें कि इन तत्वों का उपयोग कहां किया जाता है।

इन्फ्रारेड गैस बर्नर

विभिन्न कमरों को गर्म करने के लिए इन्फ्रारेड बर्नर का उपयोग किया जाता है।

सबसे पहले इसका उपयोग ग्रीनहाउस और गैरेज (अर्थात् गैर-आवासीय परिसर) के लिए किया जाता था। हालाँकि, आधुनिक तकनीकों ने इसे अपार्टमेंट में भी उपयोग करना संभव बना दिया है। लोकप्रिय रूप से, ऐसे बर्नर को सौर उपकरण कहा जाता है, क्योंकि चालू होने पर, उपकरण की कामकाजी सतह सूरज की रोशनी जैसी दिखती है। समय के साथ, ऐसे उपकरणों ने तेल हीटर और कन्वेक्टर की जगह ले ली।

मुख्य विशेषताएं

एक इन्फ्रारेड बर्नर अपनी हीटिंग विधि में अन्य उपकरणों से भिन्न होता है। ऊष्मा का स्थानांतरण उन माध्यमों से होता है जो मनुष्यों को दिखाई नहीं देते हैं। यह सुविधा गर्मी को न केवल हवा में, बल्कि आंतरिक वस्तुओं में भी प्रवेश करने की अनुमति देती है, जिससे बाद में कमरे में तापमान भी बढ़ जाता है। इन्फ्रारेड उत्सर्जक हवा को शुष्क नहीं करता है, क्योंकि किरणें मुख्य रूप से आंतरिक वस्तुओं और दीवारों पर निर्देशित होती हैं। भविष्य में, गर्मी को दीवारों या वस्तुओं से सीधे कमरे के स्थान पर स्थानांतरित किया जाएगा, और यह प्रक्रिया कुछ ही मिनटों में होती है।

सकारात्मक पक्ष

ऐसे उपकरणों का मुख्य लाभ कमरे का त्वरित और आसान हीटिंग है। उदाहरण के लिए, एक ठंडे कमरे को +24ºС के तापमान तक गर्म करने में 20 मिनट का समय लगेगा। प्रक्रिया के दौरान, हवा की कोई गति नहीं होती है, जो धूल और बड़े संदूषकों के निर्माण में योगदान करती है। इसलिए, जिन लोगों को एलर्जी है, उनके द्वारा घर के अंदर एक इन्फ्रारेड एमिटर स्थापित किया जाता है।

इसके अलावा, इन्फ्रारेड किरणें, जब धूल वाली सतह से टकराती हैं, तो वह जलती नहीं है, और परिणामस्वरूप, जली हुई धूल की कोई गंध नहीं होती है। हीटिंग की गुणवत्ता और डिवाइस का स्थायित्व हीटिंग तत्व पर निर्भर करता है। ऐसे उपकरण सिरेमिक प्रकार का उपयोग करते हैं।

कीमत

ऐसे उपकरणों की कीमत काफी कम है और आबादी के सभी वर्गों के लिए सुलभ है। उदाहरण के लिए, एक गैस बर्नर की कीमत 800 रूबल से है। एक पूरा स्टोव 4,000 रूबल में खरीदा जा सकता है।

सॉना

इन्फ्रारेड केबिन क्या है? यह एक विशेष कमरा है जो प्राकृतिक प्रकार की लकड़ी (उदाहरण के लिए, देवदार) से बनाया गया है। इसमें इन्फ्रारेड एमिटर लगाए गए हैं, जो पेड़ पर कार्य करते हैं।

गर्म करने के दौरान, फाइटोनसाइड्स निकलते हैं - उपयोगी घटक जो कवक और बैक्टीरिया के विकास या उपस्थिति को रोकते हैं।

ऐसे इन्फ्रारेड केबिन को लोकप्रिय रूप से सौना कहा जाता है। कमरे के अंदर हवा का तापमान 45ºС तक पहुँच जाता है, इसलिए इसमें रहना काफी आरामदायक है। यह तापमान मानव शरीर को समान रूप से और गहराई से गर्म करने की अनुमति देता है। इसलिए, गर्मी हृदय प्रणाली को प्रभावित नहीं करती है। प्रक्रिया के दौरान, संचित विषाक्त पदार्थों और अपशिष्ट को हटा दिया जाता है, शरीर में चयापचय तेज हो जाता है (रक्त की तीव्र गति के कारण), और ऊतक भी ऑक्सीजन से समृद्ध हो जाते हैं। हालाँकि, पसीना आना इन्फ्रारेड सॉना की मुख्य विशेषता नहीं है। इसका उद्देश्य कल्याण में सुधार करना है।

मनुष्यों पर प्रभाव

ऐसे परिसरों का मानव शरीर पर लाभकारी प्रभाव पड़ता है। प्रक्रिया के दौरान, सभी मांसपेशियों, ऊतकों और हड्डियों को गर्म किया जाता है। रक्त परिसंचरण में तेजी आने से चयापचय प्रभावित होता है, जो मांसपेशियों और ऊतकों को ऑक्सीजन से संतृप्त करने में मदद करता है। इसके अलावा विभिन्न बीमारियों से बचाव के लिए इंफ्रारेड केबिन का दौरा किया जाता है। अधिकांश लोग केवल सकारात्मक समीक्षाएँ ही छोड़ते हैं।

अवरक्त विकिरण के नकारात्मक प्रभाव

अवरक्त विकिरण के स्रोत न केवल शरीर पर सकारात्मक प्रभाव डाल सकते हैं, बल्कि नुकसान भी पहुंचा सकते हैं।

लंबे समय तक किरणों के संपर्क में रहने से केशिकाओं का विस्तार होता है, जिससे लालिमा या जलन होती है। अवरक्त विकिरण के स्रोत दृष्टि के अंगों को विशेष नुकसान पहुंचाते हैं - यह मोतियाबिंद का गठन है। कुछ मामलों में, व्यक्ति को दौरे का अनुभव होता है।

छोटी किरणें मानव शरीर को प्रभावित करती हैं, जिससे मस्तिष्क के तापमान में कई डिग्री तक गिरावट आती है: आँखों का अंधेरा, चक्कर आना, मतली। तापमान में और वृद्धि से मेनिनजाइटिस का विकास हो सकता है।

स्थिति में गिरावट या सुधार विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की तीव्रता के कारण होता है। यह तापमान और तापीय ऊर्जा विकिरण के स्रोत से दूरी की विशेषता है।

अवरक्त विकिरण की लंबी तरंगें विभिन्न जीवन प्रक्रियाओं में विशेष भूमिका निभाती हैं। छोटे कद का मानव शरीर पर अधिक प्रभाव पड़ता है।

इन्फ्रारेड किरणों के हानिकारक प्रभावों को कैसे रोकें?

जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, अल्पकालिक थर्मल विकिरण का मानव शरीर पर नकारात्मक प्रभाव पड़ता है। आइए ऐसे उदाहरण देखें जिनमें आईआर विकिरण खतरनाक है।

आज, 100ºC से अधिक तापमान उत्सर्जित करने वाले इन्फ्रारेड हीटर स्वास्थ्य के लिए हानिकारक हो सकते हैं। उनमें से निम्नलिखित हैं:

• औद्योगिक उपकरण दीप्तिमान ऊर्जा उत्सर्जित करते हैं। नकारात्मक प्रभावों को रोकने के लिए विशेष कपड़ों और गर्मी-सुरक्षात्मक तत्वों का उपयोग किया जाना चाहिए, साथ ही काम करने वाले कर्मियों के बीच निवारक उपाय भी किए जाने चाहिए।
• इन्फ्रारेड डिवाइस. सबसे प्रसिद्ध हीटर स्टोव है। हालाँकि, यह लंबे समय से उपयोग से बाहर हो गया है। अपार्टमेंट, देश के घरों और कॉटेज में इलेक्ट्रिक इंफ्रारेड हीटर का उपयोग तेजी से किया जा रहा है। इसके डिज़ाइन में एक हीटिंग तत्व (सर्पिल के रूप में) शामिल है, जो एक विशेष गर्मी-इन्सुलेट सामग्री द्वारा संरक्षित है। किरणों के ऐसे संपर्क से मानव शरीर को कोई नुकसान नहीं होता है। गर्म क्षेत्र में हवा सूखती नहीं है। आप कमरे को 30 मिनट में गर्म कर सकते हैं। सबसे पहले, अवरक्त विकिरण वस्तुओं को गर्म करता है, और फिर वे पूरे अपार्टमेंट को गर्म करते हैं।

औद्योगिक से लेकर चिकित्सा तक, विभिन्न क्षेत्रों में इन्फ्रारेड विकिरण का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

हालाँकि, उन्हें सावधानी से संभालना चाहिए, क्योंकि किरणें मनुष्यों पर नकारात्मक प्रभाव डाल सकती हैं। यह सब तरंग दैर्ध्य और हीटिंग डिवाइस की दूरी पर निर्भर करता है।

इसलिए, हमें पता चला कि अवरक्त विकिरण के कौन से स्रोत मौजूद हैं।

अवरक्त विकिरण के अध्ययन के इतिहास से

इन्फ्रारेड रेडिएशन या थर्मल रेडिएशन 20वीं या 21वीं सदी की खोज नहीं है। इन्फ्रारेड विकिरण की खोज 1800 में एक अंग्रेजी खगोलशास्त्री ने की थी डब्ल्यू हर्शेल. उन्होंने पाया कि "अधिकतम ऊष्मा" दृश्य विकिरण के लाल रंग से परे है। इस अध्ययन से अवरक्त विकिरण के अध्ययन की शुरुआत हुई। कई प्रसिद्ध वैज्ञानिकों ने इस क्षेत्र के अध्ययन में अपना सिर डाला है। ये नाम हैं जैसे: जर्मन भौतिक विज्ञानी विल्हेम विएन(वीन का नियम), जर्मन भौतिक विज्ञानी मैक्स प्लैंक(प्लैंक का सूत्र और स्थिरांक), स्कॉटिश वैज्ञानिक जॉन लेस्ली(थर्मल विकिरण मापने का उपकरण - लेस्ली क्यूब), जर्मन भौतिक विज्ञानी गुस्ताव किरचॉफ(किरचॉफ का विकिरण नियम), ऑस्ट्रियाई भौतिक विज्ञानी और गणितज्ञ जोसेफ स्टीफनऔर ऑस्ट्रियाई भौतिक विज्ञानी स्टीफ़न लुडविग बोल्ट्ज़मैन(स्टीफ़न-बोल्ट्ज़मैन कानून)।

आधुनिक हीटिंग उपकरणों में थर्मल विकिरण के ज्ञान का उपयोग और अनुप्रयोग केवल 1950 के दशक में सामने आया। यूएसएसआर में, रेडिएंट हीटिंग का सिद्धांत जी.एल. पॉलीक, एस.एन. शोरिन, एम.आई. किसिन, ए.ए. सैंडर के कार्यों में विकसित किया गया था। 1956 से, यूएसएसआर में इस विषय पर कई तकनीकी पुस्तकें रूसी में लिखी या अनुवादित की गई हैं। ऊर्जा संसाधनों की लागत में बदलाव और ऊर्जा दक्षता और ऊर्जा संरक्षण के संघर्ष के कारण, आधुनिक इन्फ्रारेड हीटर का व्यापक रूप से घरेलू और औद्योगिक भवनों को गर्म करने में उपयोग किया जाता है।

सौर विकिरण - प्राकृतिक अवरक्त विकिरण

सबसे प्रसिद्ध और महत्वपूर्ण प्राकृतिक इन्फ्रारेड हीटर सूर्य है। मूलतः, यह मानव जाति को ज्ञात प्रकृति की सबसे उन्नत तापन विधि है। सौर मंडल के भीतर, सूर्य थर्मल विकिरण का सबसे शक्तिशाली स्रोत है जो पृथ्वी पर जीवन का निर्धारण करता है। लगभग सौर सतह के तापमान पर 6000 Kअधिकतम विकिरण होता है 0.47 µm(पीले-सफ़ेद से मेल खाता है)। सूर्य हमसे कई लाखों किलोमीटर की दूरी पर स्थित है, हालाँकि, यह इसे इस संपूर्ण विशाल अंतरिक्ष में ऊर्जा संचारित करने से नहीं रोकता है, व्यावहारिक रूप से इसे (ऊर्जा) उपभोग किए बिना, इसे (अंतरिक्ष) को गर्म किए बिना। इसका कारण यह है कि सौर अवरक्त किरणें अंतरिक्ष में लंबी यात्रा करती हैं और वस्तुतः कोई ऊर्जा हानि नहीं होती है। जब किरणों के मार्ग में किसी सतह का सामना होता है तो उनकी ऊर्जा अवशोषित होकर ऊष्मा में बदल जाती है। पृथ्वी, जिस पर सूर्य की किरणें पड़ती हैं, और अन्य वस्तुएँ, जिन पर सूर्य की किरणें पड़ती हैं, सीधे गर्म हो जाती हैं। और पृथ्वी और सूर्य द्वारा गर्म की गई अन्य वस्तुएँ, बदले में, हमारे चारों ओर की हवा को गर्मी देती हैं, जिससे वह गर्म होती है।

पृथ्वी की सतह पर सौर विकिरण की शक्ति और इसकी वर्णक्रमीय संरचना दोनों ही क्षितिज के ऊपर सूर्य की ऊंचाई पर सबसे अधिक निर्भर करती हैं। सौर स्पेक्ट्रम के विभिन्न घटक पृथ्वी के वायुमंडल से अलग-अलग तरह से गुजरते हैं।
पृथ्वी की सतह पर, सौर विकिरण के स्पेक्ट्रम का आकार अधिक जटिल होता है, जो वायुमंडल में अवशोषण से जुड़ा होता है। विशेष रूप से, इसमें पराबैंगनी विकिरण का उच्च आवृत्ति वाला हिस्सा नहीं होता है, जो जीवित जीवों के लिए हानिकारक है। पृथ्वी के वायुमंडल की बाहरी सीमा पर सूर्य से आने वाली दीप्तिमान ऊर्जा का प्रवाह होता है 1370 डब्लू/एम²; (सौर स्थिरांक), और अधिकतम विकिरण होता है λ=470 एनएम(नीला रंग)। वायुमंडल में अवशोषण के कारण पृथ्वी की सतह तक पहुँचने वाला प्रवाह काफी कम होता है। सबसे अनुकूल परिस्थितियों में (सूर्य अपने चरम पर) यह अधिक नहीं होता है 1120 डब्लू/एम²; (मास्को में, ग्रीष्म संक्रांति के समय - 930 डब्ल्यू/एम²), और अधिकतम विकिरण होता है λ=555 एनएम(हरा-पीला), जो आंखों की सर्वोत्तम संवेदनशीलता से मेल खाता है और इस विकिरण का केवल एक चौथाई हिस्सा माध्यमिक विकिरण सहित लंबी-तरंग विकिरण क्षेत्र में होता है।

हालाँकि, सौर दीप्तिमान ऊर्जा की प्रकृति अंतरिक्ष तापन के लिए उपयोग किए जाने वाले अवरक्त हीटरों द्वारा दी गई दीप्तिमान ऊर्जा से काफी भिन्न है। सौर विकिरण की ऊर्जा में विद्युत चुम्बकीय तरंगें होती हैं, जिनके भौतिक और जैविक गुण पारंपरिक अवरक्त हीटरों से निकलने वाली विद्युत चुम्बकीय तरंगों के गुणों से काफी भिन्न होते हैं, विशेष रूप से, सौर विकिरण के जीवाणुनाशक और उपचार (हेलियोथेरेपी) गुण विकिरण से पूरी तरह से अनुपस्थित होते हैं। कम तापमान वाले स्रोत. और फिर भी इन्फ्रारेड हीटर वही प्रदान करते हैं तापीय प्रभाव, सूर्य की तरह, सभी संभावित ताप स्रोतों में सबसे आरामदायक और किफायती है।

अवरक्त किरणों की प्रकृति

उत्कृष्ट जर्मन भौतिक विज्ञानी मैक्स प्लैंकथर्मल विकिरण (अवरक्त विकिरण) का अध्ययन करते समय, इसकी परमाणु प्रकृति की खोज की। ऊष्मीय विकिरण- यह पिंडों या पदार्थों द्वारा उत्सर्जित और उसकी आंतरिक ऊर्जा के कारण उत्पन्न होने वाला विद्युत चुम्बकीय विकिरण है, इस तथ्य के कारण कि किसी पिंड या पदार्थ के परमाणु गर्मी के प्रभाव में तेजी से चलते हैं, और ठोस पदार्थ के मामले में वे तुलना में तेजी से कंपन करते हैं। संतुलन की स्थिति के लिए. इस गति के दौरान, परमाणु टकराते हैं, और जब वे टकराते हैं, तो वे झटके से उत्तेजित होते हैं, जिसके बाद विद्युत चुम्बकीय तरंगों का उत्सर्जन होता है।
सभी वस्तुएँ लगातार विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा उत्सर्जित और अवशोषित करती हैं. यह विकिरण पदार्थ के अंदर प्राथमिक आवेशित कणों की निरंतर गति का परिणाम है। शास्त्रीय विद्युत चुम्बकीय सिद्धांत के बुनियादी नियमों में से एक में कहा गया है कि त्वरण के साथ चलने वाला एक आवेशित कण ऊर्जा उत्सर्जित करता है। विद्युतचुंबकीय विकिरण (विद्युतचुंबकीय तरंगें) अंतरिक्ष में फैलने वाले विद्युतचुंबकीय क्षेत्र की एक गड़बड़ी है, यानी, विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों से युक्त अंतरिक्ष में एक समय-भिन्न आवधिक विद्युतचुंबकीय संकेत है। यह तापीय विकिरण है. थर्मल विकिरण में विभिन्न तरंग दैर्ध्य के विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र होते हैं। चूँकि परमाणु किसी भी तापमान पर चलते हैं, सभी पिंड परम शून्य के तापमान से अधिक तापमान पर होते हैं (-273°С), गर्मी उत्सर्जित करें। थर्मल विकिरण की विद्युत चुम्बकीय तरंगों की ऊर्जा, यानी विकिरण की ताकत, शरीर के तापमान, इसकी परमाणु और आणविक संरचना, साथ ही शरीर की सतह की स्थिति पर निर्भर करती है। थर्मल विकिरण सभी तरंग दैर्ध्य पर होता है - सबसे छोटी से लेकर बेहद लंबी तक, लेकिन केवल व्यावहारिक महत्व के थर्मल विकिरण जो तरंग दैर्ध्य रेंज में होता है, उसे ध्यान में रखा जाता है: λ = 0.38 - 1000 µm(विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम के दृश्य और अवरक्त भागों में)। हालाँकि, सभी प्रकाश में तापीय विकिरण (उदाहरण के लिए, ल्यूमिनसेंस) की विशेषताएं नहीं होती हैं, इसलिए, केवल अवरक्त स्पेक्ट्रम को तापीय विकिरण की मुख्य सीमा के रूप में लिया जा सकता है (λ = 0.78 - 1000 µm). आप एक अतिरिक्त जोड़ भी बना सकते हैं: तरंग दैर्ध्य वाला एक अनुभाग λ = 100 - 1000 µm, हीटिंग के दृष्टिकोण से - दिलचस्प नहीं है।

इस प्रकार, थर्मल विकिरण विद्युत चुम्बकीय विकिरण के रूपों में से एक है जो शरीर की आंतरिक ऊर्जा के कारण उत्पन्न होता है और इसका एक निरंतर स्पेक्ट्रम होता है, अर्थात यह विद्युत चुम्बकीय विकिरण का हिस्सा है, जिसकी ऊर्जा, अवशोषित होने पर, एक थर्मल प्रभाव का कारण बनती है। . थर्मल विकिरण सभी निकायों में निहित है।

वे सभी पिंड जिनका तापमान परम शून्य (-273°C) से अधिक है, भले ही वे दृश्य प्रकाश से चमकते न हों, अवरक्त किरणों का स्रोत होते हैं और निरंतर अवरक्त स्पेक्ट्रम उत्सर्जित करते हैं। इसका मतलब यह है कि विकिरण में बिना किसी अपवाद के सभी आवृत्तियों वाली तरंगें शामिल हैं, और किसी विशेष तरंग पर विकिरण के बारे में बात करना पूरी तरह से व्यर्थ है।

अवरक्त विकिरण के मुख्य पारंपरिक क्षेत्र

आज अवरक्त विकिरण को उसके घटक क्षेत्रों (क्षेत्रों) में विभाजित करने के लिए कोई एकीकृत वर्गीकरण नहीं है। लक्ष्य तकनीकी साहित्य में अवरक्त विकिरण क्षेत्र को घटक क्षेत्रों में विभाजित करने की एक दर्जन से अधिक योजनाएँ हैं, और वे सभी एक दूसरे से भिन्न हैं। चूँकि सभी प्रकार के थर्मल विद्युत चुम्बकीय विकिरण एक ही प्रकृति के होते हैं, उनके द्वारा उत्पन्न प्रभाव के आधार पर तरंग दैर्ध्य द्वारा विकिरण का वर्गीकरण केवल सशर्त होता है और मुख्य रूप से पता लगाने वाली तकनीक (विकिरण स्रोत का प्रकार, मीटर का प्रकार, इसकी संवेदनशीलता) में अंतर से निर्धारित होता है। आदि) और विकिरण मापने की तकनीक में। गणितीय रूप से, सूत्रों (प्लैंक, वीन, लैंबर्ट, आदि) का उपयोग करके, क्षेत्रों की सटीक सीमाओं को निर्धारित करना भी असंभव है।
तरंग दैर्ध्य (अधिकतम विकिरण) निर्धारित करने के लिए, दो अलग-अलग सूत्र (तापमान और आवृत्ति) हैं जो लगभग अंतर के साथ अलग-अलग परिणाम देते हैं 1,8 कई बार (यह तथाकथित विएन का विस्थापन कानून है) और साथ ही, सभी गणनाएं एक बिल्कुल काले शरीर (आदर्श वस्तु) के लिए की जाती हैं, जो वास्तविकता में मौजूद नहीं है। प्रकृति में पाए जाने वाले वास्तविक शरीर इन नियमों का पालन नहीं करते हैं और किसी न किसी हद तक उनसे भटक जाते हैं। वास्तविक पिंडों का विकिरण शरीर की कई विशिष्ट विशेषताओं (सतह की स्थिति, सूक्ष्म संरचना, परत की मोटाई, आदि) पर निर्भर करता है। यही कारण है कि विभिन्न स्रोत विकिरण क्षेत्रों की सीमाओं के लिए पूरी तरह से अलग-अलग मान दर्शाते हैं। यह सब सुझाव देता है कि विद्युत चुम्बकीय विकिरण का वर्णन करने के लिए तापमान का उपयोग बहुत सावधानी से और परिमाण सटीकता के क्रम के साथ किया जाना चाहिए। मैं एक बार फिर इस बात पर जोर देता हूं कि विभाजन बहुत मनमाना है!!!

आइए हम अवरक्त क्षेत्र के सशर्त विभाजन का उदाहरण दें (λ = 0.78 - 1000 µm)व्यक्तिगत क्षेत्रों के लिए (जानकारी केवल रूसी और विदेशी वैज्ञानिकों के तकनीकी साहित्य से ली गई है)। उपरोक्त आंकड़ा दर्शाता है कि यह विभाजन कितना विविध है, इसलिए आपको इनमें से किसी से भी जुड़ना नहीं चाहिए। आपको बस यह जानना होगा कि अवरक्त विकिरण के स्पेक्ट्रम को 2 से 5 तक कई खंडों में विभाजित किया जा सकता है। वह क्षेत्र जो दृश्यमान स्पेक्ट्रम के करीब है उसे आमतौर पर कहा जाता है: निकट, निकट, लघु-तरंग, आदि। वह क्षेत्र जो माइक्रोवेव विकिरण के करीब है उसे दूर, दूर, लंबी-तरंग, आदि कहा जाता है। विकिपीडिया के अनुसार, सामान्य विभाजन योजना इस तरह दिखती है: निकटवर्ती क्षेत्र(निकट-अवरक्त, एनआईआर), शॉर्टवेव क्षेत्र(लघु-तरंग दैर्ध्य अवरक्त, SWIR), मध्यम तरंग क्षेत्र(मध्य-तरंग दैर्ध्य अवरक्त, MWIR), दीर्घ तरंग दैर्ध्य क्षेत्र(लंबी-तरंग दैर्ध्य अवरक्त, LWIR), सुदूर क्षेत्र(सुदूर-अवरक्त, एफआईआर)।

अवरक्त किरणों के गुण

अवरक्त किरणों- यह विद्युत चुम्बकीय विकिरण है, जिसकी प्रकृति दृश्य प्रकाश के समान है, इसलिए यह भी प्रकाशिकी के नियमों के अधीन है। इसलिए, थर्मल विकिरण की प्रक्रिया की बेहतर कल्पना करने के लिए, हमें प्रकाश विकिरण के साथ एक सादृश्य बनाना चाहिए, जिसे हम सभी जानते हैं और देख सकते हैं। हालाँकि, हमें यह नहीं भूलना चाहिए कि स्पेक्ट्रम के अवरक्त क्षेत्र में पदार्थों के ऑप्टिकल गुण (अवशोषण, प्रतिबिंब, पारदर्शिता, अपवर्तन, आदि) स्पेक्ट्रम के दृश्य भाग में ऑप्टिकल गुणों से काफी भिन्न होते हैं। अवरक्त विकिरण की एक विशेषता यह है कि, अन्य मुख्य प्रकार के ताप हस्तांतरण के विपरीत, किसी संचारित मध्यवर्ती पदार्थ की आवश्यकता नहीं होती है। वायु, और विशेष रूप से निर्वात, को अवरक्त विकिरण के लिए पारदर्शी माना जाता है, हालाँकि हवा के साथ यह पूरी तरह सच नहीं है। जब अवरक्त विकिरण वायुमंडल (हवा) से होकर गुजरता है, तो तापीय विकिरण में थोड़ी कमी देखी जाती है। यह इस तथ्य के कारण है कि शुष्क और स्वच्छ हवा गर्मी की किरणों के लिए लगभग पारदर्शी होती है, लेकिन अगर इसमें भाप, पानी के अणुओं के रूप में नमी होती है (एच 2 ओ), कार्बन डाईऑक्साइड (सीओ 2), ओजोन (ओ3)और अन्य ठोस या तरल निलंबित कण जो अवरक्त किरणों को प्रतिबिंबित और अवशोषित करते हैं, यह पूरी तरह से पारदर्शी माध्यम नहीं बन जाता है और परिणामस्वरूप, अवरक्त विकिरण का प्रवाह अलग-अलग दिशाओं में बिखर जाता है और कमजोर हो जाता है। आमतौर पर, स्पेक्ट्रम के अवरक्त क्षेत्र में प्रकीर्णन दृश्य की तुलना में कम होता है। हालाँकि, जब स्पेक्ट्रम के दृश्य क्षेत्र में बिखरने से होने वाली हानियाँ बड़ी होती हैं, तो वे अवरक्त क्षेत्र में भी महत्वपूर्ण होती हैं। प्रकीर्णित विकिरण की तीव्रता तरंग दैर्ध्य की चौथी शक्ति के विपरीत अनुपात में भिन्न होती है। यह केवल लघु-तरंग अवरक्त क्षेत्र में महत्वपूर्ण है और स्पेक्ट्रम के लंबे तरंग दैर्ध्य भाग में तेजी से घटता है।

हवा में नाइट्रोजन और ऑक्सीजन के अणु अवरक्त विकिरण को अवशोषित नहीं करते हैं, बल्कि बिखरने के परिणामस्वरूप इसे क्षीण कर देते हैं। निलंबित धूल के कण भी अवरक्त विकिरण के प्रकीर्णन का कारण बनते हैं, और प्रकीर्णन की मात्रा कण के आकार और अवरक्त विकिरण की तरंग दैर्ध्य के अनुपात पर निर्भर करती है; कण जितने बड़े होंगे, प्रकीर्णन उतना ही अधिक होगा।

वायुमंडल में मौजूद जल वाष्प, कार्बन डाइऑक्साइड, ओजोन और अन्य अशुद्धियाँ अवरक्त विकिरण को चुनिंदा रूप से अवशोषित करती हैं। उदाहरण के लिए, जलवाष्प स्पेक्ट्रम के पूरे अवरक्त क्षेत्र में अवरक्त विकिरण को बहुत मजबूती से अवशोषित करता है, और कार्बन डाइऑक्साइड मध्य-अवरक्त क्षेत्र में अवरक्त विकिरण को अवशोषित करता है।

जहां तक ​​तरल पदार्थों का सवाल है, वे अवरक्त विकिरण के लिए या तो पारदर्शी या अपारदर्शी हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, कई सेंटीमीटर मोटी पानी की परत दृश्य विकिरण के लिए पारदर्शी होती है और 1 माइक्रोन से अधिक की तरंग दैर्ध्य के साथ अवरक्त विकिरण के लिए अपारदर्शी होती है।

एसएनएफ(निकायों), बदले में, ज्यादातर मामलों में तापीय विकिरण के प्रति पारदर्शी नहीं, लेकिन कुछ अपवाद भी हैं। उदाहरण के लिए, सिलिकॉन वेफर्स, दृश्य क्षेत्र में अपारदर्शी, अवरक्त क्षेत्र में पारदर्शी होते हैं, और क्वार्ट्ज, इसके विपरीत, प्रकाश विकिरण के लिए पारदर्शी होते हैं, लेकिन 4 माइक्रोन से अधिक की तरंग दैर्ध्य के साथ थर्मल किरणों के लिए अपारदर्शी होते हैं। यही कारण है कि इन्फ्रारेड हीटरों में क्वार्ट्ज ग्लास का उपयोग नहीं किया जाता है। क्वार्ट्ज ग्लास के विपरीत, साधारण ग्लास, अवरक्त किरणों के लिए आंशिक रूप से पारदर्शी होता है; यह कुछ वर्णक्रमीय श्रेणियों में अवरक्त विकिरण के एक महत्वपूर्ण हिस्से को भी अवशोषित कर सकता है, लेकिन पराबैंगनी विकिरण संचारित नहीं करता है। सेंधा नमक तापीय विकिरण के प्रति भी पारदर्शी होता है। धातुओं में, अधिकांश भाग में, अवरक्त विकिरण के लिए परावर्तनशीलता होती है जो दृश्य प्रकाश की तुलना में बहुत अधिक होती है, जो अवरक्त विकिरण की बढ़ती तरंग दैर्ध्य के साथ बढ़ती है। उदाहरण के लिए, लगभग की तरंग दैर्ध्य पर एल्यूमीनियम, सोना, चांदी और तांबे का परावर्तन 10 µmपहुँचती है 98% , जो दृश्यमान स्पेक्ट्रम की तुलना में काफी अधिक है, इस संपत्ति का व्यापक रूप से इन्फ्रारेड हीटर के डिजाइन में उपयोग किया जाता है।

यहां उदाहरण के तौर पर ग्रीनहाउस के चमकीले फ्रेम देना पर्याप्त है: कांच व्यावहारिक रूप से अधिकांश सौर विकिरण संचारित करता है, और दूसरी ओर, गर्म पृथ्वी लंबी लंबाई (लगभग) की तरंगों का उत्सर्जन करती है 10 µm), जिसके संबंध में कांच एक अपारदर्शी पिंड की तरह व्यवहार करता है। इसके कारण, सौर विकिरण बंद होने के बाद भी, ग्रीनहाउस के अंदर का तापमान लंबे समय तक बना रहता है, जो बाहरी हवा के तापमान से काफी अधिक होता है।

दीप्तिमान ऊष्मा स्थानांतरण मानव जीवन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। एक व्यक्ति शारीरिक प्रक्रिया के दौरान उत्पन्न गर्मी को मुख्य रूप से उज्ज्वल गर्मी विनिमय और संवहन के माध्यम से पर्यावरण में स्थानांतरित करता है। दीप्तिमान (अवरक्त) हीटिंग के साथ, मानव शरीर के ताप विनिमय का दीप्तिमान घटक उच्च तापमान के कारण कम हो जाता है जो हीटिंग डिवाइस की सतह और कुछ आंतरिक संलग्न संरचनाओं की सतह पर होता है, इसलिए, समान प्रदान करते समय गर्म अनुभूति, संवहनीय गर्मी का नुकसान अधिक हो सकता है, वे। कमरे का तापमान कम हो सकता है. इस प्रकार, उज्ज्वल ताप विनिमय किसी व्यक्ति की थर्मल आराम की भावना के निर्माण में निर्णायक भूमिका निभाता है।

जब कोई व्यक्ति इन्फ्रारेड हीटर की सीमा में होता है, तो आईआर किरणें त्वचा के माध्यम से मानव शरीर में प्रवेश करती हैं, और त्वचा की विभिन्न परतें इन किरणों को अलग-अलग तरीकों से प्रतिबिंबित और अवशोषित करती हैं।

इन्फ्रारेड के साथ लंबी तरंग विकिरणकी तुलना में किरणों का प्रवेश काफी कम होता है शॉर्टवेव विकिरण. त्वचा के ऊतकों में निहित नमी की अवशोषण क्षमता बहुत अधिक होती है, और त्वचा शरीर की सतह तक पहुंचने वाले 90% से अधिक विकिरण को अवशोषित कर लेती है। गर्मी को महसूस करने वाले तंत्रिका रिसेप्टर्स त्वचा की सबसे बाहरी परत में स्थित होते हैं। अवशोषित अवरक्त किरणें इन रिसेप्टर्स को उत्तेजित करती हैं, जिससे व्यक्ति में गर्मी का एहसास होता है।

इन्फ्रारेड किरणों का स्थानीय और सामान्य दोनों प्रभाव होता है। शॉर्टवेव अवरक्त विकिरण, लंबी-तरंग अवरक्त विकिरण के विपरीत, विकिरण के स्थल पर त्वचा की लालिमा पैदा कर सकता है, जो विकिरणित क्षेत्र के चारों ओर 2-3 सेमी तक फैलता है। इसका कारण यह है कि केशिका वाहिकाएं फैल जाती हैं और रक्त संचार बढ़ जाता है। विकिरण के स्थान पर जल्द ही एक छाला दिखाई दे सकता है, जो बाद में पपड़ी में बदल जाता है। हिट होने पर भी शॉर्टवेव इन्फ्रारेडदृष्टि के अंगों पर किरणें पड़ने से मोतियाबिंद हो सकता है।

एक्सपोज़र के संभावित परिणाम ऊपर सूचीबद्ध हैं शॉर्टवेव आईआर हीटर, प्रभाव के साथ भ्रमित नहीं होना चाहिए लंबी-तरंग आईआर हीटर. जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, लंबी-तरंग अवरक्त किरणें त्वचा की परत के शीर्ष पर अवशोषित होती हैं और केवल एक साधारण थर्मल प्रभाव पैदा करती हैं।

रेडियंट हीटिंग के उपयोग से किसी व्यक्ति को खतरा नहीं होना चाहिए या कमरे में असुविधाजनक माइक्रॉक्लाइमेट नहीं बनना चाहिए।

रेडियंट हीटिंग कम तापमान पर आरामदायक स्थिति प्रदान कर सकता है। रेडियंट हीटिंग का उपयोग करते समय, घर के अंदर की हवा साफ होती है क्योंकि वायु प्रवाह की गति कम होती है, जिससे धूल प्रदूषण कम हो जाता है। इसके अलावा, इस हीटिंग के साथ, धूल का अपघटन नहीं होता है, क्योंकि लंबी-तरंग हीटर की विकिरण प्लेट का तापमान कभी भी धूल के अपघटन के लिए आवश्यक तापमान तक नहीं पहुंचता है।

ताप उत्सर्जक जितना ठंडा होगा, मानव शरीर के लिए उतना ही हानिरहित होगा, व्यक्ति हीटर के प्रभाव क्षेत्र में उतने ही अधिक समय तक रह सकता है।

किसी व्यक्ति का उच्च तापमान ताप स्रोत (300°C से अधिक) के पास लंबे समय तक रहना मानव स्वास्थ्य के लिए हानिकारक है।

मानव स्वास्थ्य पर अवरक्त विकिरण का प्रभाव।

मानव शरीर कैसे उत्सर्जन करता है अवरक्त किरणों, और उन्हें अवशोषित कर लेता है। आईआर किरणें त्वचा के माध्यम से मानव शरीर में प्रवेश करती हैं, और त्वचा की विभिन्न परतें इन किरणों को अलग-अलग तरीके से प्रतिबिंबित और अवशोषित करती हैं। लंबी-तरंग विकिरण की तुलना में मानव शरीर में काफी कम प्रवेश होता है शॉर्टवेव विकिरण. त्वचा के ऊतकों की नमी शरीर की सतह तक पहुंचने वाले 90% से अधिक विकिरण को अवशोषित कर लेती है। गर्मी को महसूस करने वाले तंत्रिका रिसेप्टर्स त्वचा की सबसे बाहरी परत में स्थित होते हैं। अवशोषित अवरक्त किरणें इन रिसेप्टर्स को उत्तेजित करती हैं, जिससे व्यक्ति में गर्मी का एहसास होता है। शॉर्ट-वेव इंफ्रारेड विकिरण शरीर में सबसे अधिक गहराई तक प्रवेश करता है, जिससे इसकी अधिकतम हीटिंग होती है। इस प्रभाव के परिणामस्वरूप, शरीर की कोशिकाओं की संभावित ऊर्जा बढ़ जाती है, और अनबाउंड पानी उन्हें छोड़ देगा, विशिष्ट सेलुलर संरचनाओं की गतिविधि बढ़ जाती है, इम्युनोग्लोबुलिन का स्तर बढ़ जाता है, एंजाइम और एस्ट्रोजेन की गतिविधि बढ़ जाती है, और अन्य जैव रासायनिक प्रतिक्रियाएं होती हैं . यह बात शरीर की सभी प्रकार की कोशिकाओं और रक्त पर लागू होती है। तथापि मानव शरीर पर लघु-तरंग अवरक्त विकिरण का लंबे समय तक संपर्क अवांछनीय है।यह इसी संपत्ति पर आधारित है ताप उपचार प्रभाव, हमारे और विदेशी क्लीनिकों में फिजियोथेरेपी कक्षों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, और ध्यान दें कि प्रक्रियाओं की अवधि सीमित है। हालाँकि, डेटा लंबी-तरंग अवरक्त हीटरों पर प्रतिबंध लागू नहीं होते हैं।महत्वपूर्ण विशेषता अवरक्त विकिरण– विकिरण की तरंग दैर्ध्य (आवृत्ति)। जैव प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में आधुनिक अनुसंधान से पता चला है कि यह है लंबी-तरंग अवरक्त विकिरणपृथ्वी पर जीवन के सभी रूपों के विकास में असाधारण महत्व है। इसी कारण इसे बायोजेनेटिक किरणें या जीवन किरणें भी कहा जाता है। हमारा शरीर स्वयं विकिरण करता है लंबी अवरक्त तरंगें, लेकिन इसे स्वयं भी निरंतर भोजन की आवश्यकता होती है लंबी लहर वाली गर्मी. यदि यह विकिरण कम होने लगता है या इसके साथ मानव शरीर की कोई निरंतर पुनःपूर्ति नहीं होती है, तो शरीर पर विभिन्न बीमारियों का हमला होता है, व्यक्ति भलाई में सामान्य गिरावट की पृष्ठभूमि के खिलाफ तेजी से बूढ़ा हो जाता है। आगे अवरक्त विकिरणचयापचय प्रक्रिया को सामान्य करता है और रोग के कारण को समाप्त करता है, न कि केवल इसके लक्षणों को।

इस तरह के हीटिंग के साथ, आपको छत के नीचे अत्यधिक गर्म हवा के कारण होने वाली जकड़न से सिरदर्द नहीं होगा, जैसा कि काम करते समय होता है संवहन तापन, - जब आप लगातार खिड़की खोलना चाहते हैं और ताजी हवा को अंदर आने देना चाहते हैं (गर्म हवा को बाहर छोड़ते समय)।

70-100 W/m2 की तीव्रता के साथ अवरक्त विकिरण के संपर्क में आने पर, शरीर में जैव रासायनिक प्रक्रियाओं की गतिविधि बढ़ जाती है, जिससे व्यक्ति की सामान्य स्थिति में सुधार होता है। हालाँकि, मानक हैं और उनका पालन किया जाना चाहिए। घरेलू और औद्योगिक परिसरों के सुरक्षित हीटिंग, चिकित्सा और कॉस्मेटिक प्रक्रियाओं की अवधि के लिए, HOT कार्यशालाओं में काम करने आदि के लिए मानक हैं। इस बारे में मत भूलना. जब इन्फ्रारेड हीटर का सही ढंग से उपयोग किया जाता है, तो शरीर पर बिल्कुल कोई नकारात्मक प्रभाव नहीं पड़ता है।

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हर समय, इन्फ्रारेड विकिरण ने मनुष्य को घेर लिया है। तकनीकी प्रगति के आगमन से पहले, सूर्य की किरणों का मानव शरीर पर प्रभाव पड़ता था, और घरेलू उपकरणों के आगमन के साथ, अवरक्त विकिरण का भी घर पर प्रभाव पड़ता है। विभिन्न विकृति विज्ञान के फिजियोथेरेप्यूटिक उपचार के लिए चिकित्सा में शरीर के ऊतकों के चिकित्सीय ताप का सफलतापूर्वक उपयोग किया जाता है।

अवरक्त विकिरण के गुणों का भौतिकविदों द्वारा लंबे समय से अध्ययन किया गया है और इसका उद्देश्य मनुष्यों के लिए अधिकतम लाभ और लाभ प्राप्त करना है। हानिकारक प्रभावों के सभी मापदंडों को ध्यान में रखा गया और मानव स्वास्थ्य को संरक्षित करने के लिए सुरक्षा के तरीकों की सिफारिश की गई।

इन्फ्रारेड किरणें: वे क्या हैं?

अदृश्य विद्युत चुम्बकीय विकिरण जो एक मजबूत थर्मल प्रभाव प्रदान करता है उसे अवरक्त कहा जाता है। किरणों की लंबाई 0.74 से 2000 µm तक होती है, जो माइक्रोवेव रेडियो उत्सर्जन और दृश्यमान लाल किरणों के बीच होती है, जो सूर्य के स्पेक्ट्रम में सबसे लंबी होती हैं।

1800 में, ब्रिटिश खगोलशास्त्री विलियम हर्शेल ने विद्युत चुम्बकीय विकिरण की खोज की। यह सूर्य की किरणों का अध्ययन करते समय हुआ: वैज्ञानिक ने उपकरणों के महत्वपूर्ण ताप को देखा और अदृश्य विकिरण को अलग करने में सक्षम थे।

इन्फ्रारेड विकिरण का दूसरा नाम है - "थर्मल"। उन वस्तुओं से ऊष्मा निकलती है जो तापमान बनाए रख सकती हैं। छोटी अवरक्त तरंगें अधिक तीव्रता से गर्म होती हैं, और यदि गर्मी कमजोर महसूस होती है, तो इसका मतलब है कि सतह से लंबी दूरी की तरंगें निकल रही हैं। अवरक्त विकिरण की तरंग दैर्ध्य तीन प्रकार की होती हैं:

• 2.5 माइक्रोन तक छोटा या छोटा;
• औसत 50 माइक्रोन से अधिक नहीं;
• लंबा या दूर 50-2000 µm.

कोई भी वस्तु जिसे पहले गर्म किया गया हो, वह अवरक्त किरणों का उत्सर्जन करती है, जिससे तापीय ऊर्जा निकलती है। गर्मी का सबसे प्रसिद्ध प्राकृतिक स्रोत सूर्य है, और कृत्रिम में बिजली के लैंप, घरेलू उपकरण और रेडिएटर शामिल हैं, जिनके संचालन से गर्मी उत्पन्न होती है।

अवरक्त विकिरण का उपयोग कहाँ किया जाता है?

प्रत्येक नई खोज मानवता के लिए सबसे बड़े लाभ के साथ अपना अनुप्रयोग ढूंढती है। इन्फ्रारेड किरणों की खोज ने चिकित्सा से लेकर औद्योगिक पैमाने तक विभिन्न क्षेत्रों में कई समस्याओं को हल करने में मदद की।

सबसे प्रसिद्ध क्षेत्र जहां अदृश्य किरणों के गुणों का उपयोग किया जाता है:

1. विशेष उपकरणों, थर्मल इमेजर्स की मदद से, आप अवरक्त विकिरण के गुणों का उपयोग करके दूरस्थ दूरी पर किसी वस्तु का पता लगा सकते हैं। कोई भी वस्तु अपनी सतह पर तापमान बनाए रखने में सक्षम है, जिससे अवरक्त किरणें उत्सर्जित होती हैं। थर्मोग्राफ़िक कैमरा ऊष्मा किरणों का पता लगाता है और पहचानी जा रही वस्तु की सटीक छवि बनाता है। इस संपत्ति का उपयोग उद्योग और सैन्य अभ्यास में किया जा सकता है।
2. सैन्य अभ्यास में ट्रैकिंग प्रक्रिया को अंजाम देने के लिए, सेंसर वाले उपकरणों का उपयोग किया जाता है जो गर्मी उत्सर्जित करने वाले लक्ष्य का पता लगा सकते हैं। इसके अलावा, जो वास्तव में तत्काल वातावरण में है उसे न केवल प्रक्षेपवक्र, बल्कि प्रभाव के बल, अक्सर एक मिसाइल, की सही गणना करने के लिए प्रसारित किया जाता है।
3. ठंड के मौसम में एक कमरे को गर्म करने के लिए लाभकारी गुणों का उपयोग करते हुए, किरणों के साथ सक्रिय गर्मी हस्तांतरण का उपयोग घरेलू परिस्थितियों में किया जाता है। रेडिएटर धातु से बने होते हैं, जो सबसे बड़ी मात्रा में तापीय ऊर्जा संचारित करने में सक्षम होते हैं। यही प्रभाव हीटर पर भी लागू होता है। कुछ घरेलू उपकरण: टीवी, वैक्यूम क्लीनर, स्टोव, इस्त्री में समान गुण होते हैं।
4. उद्योग में, प्लास्टिक उत्पादों की वेल्डिंग और एनीलिंग की प्रक्रिया अवरक्त विकिरण का उपयोग करके की जाती है।
5. इन्फ्रारेड विकिरण का उपयोग चिकित्सा पद्धति में गर्मी के साथ कुछ विकृति का इलाज करने के लिए किया जाता है, साथ ही क्वार्ट्ज लैंप का उपयोग करके इनडोर हवा को कीटाणुरहित करने के लिए भी किया जाता है।
6. थर्मल डिटेक्शन सेंसर वाले विशेष उपकरणों के बिना मौसम मानचित्र संकलित करना असंभव है जो गर्म और ठंडी हवा की गति को आसानी से निर्धारित करते हैं।
7. खगोलीय अनुसंधान के लिए, विशेष दूरबीनें बनाई जाती हैं जो अवरक्त किरणों के प्रति संवेदनशील होती हैं, जो सतह पर विभिन्न तापमान वाली अंतरिक्ष वस्तुओं का पता लगाने में सक्षम होती हैं।
8. खाद्य उद्योग में अनाज के ताप उपचार के लिए।
9. बैंक नोटों की जांच करने के लिए इन्फ्रारेड विकिरण वाले उपकरणों का उपयोग किया जाता है, जिनकी रोशनी से नकली बैंक नोटों को पहचाना जा सकता है।

मानव शरीर पर अवरक्त विकिरण का प्रभाव अस्पष्ट है। विभिन्न तरंग दैर्ध्य अप्रत्याशित प्रतिक्रियाओं को ट्रिगर कर सकते हैं। आपको सूर्य की गर्मी के बारे में विशेष रूप से सावधान रहने की आवश्यकता है, जो नुकसान पहुंचा सकती है और कोशिकाओं में नकारात्मक रोग प्रक्रियाओं की शुरुआत के लिए एक उत्तेजक कारक बन सकती है।

लंबी-तरंगदैर्घ्य किरणें त्वचा से टकराती हैं और ताप रिसेप्टर्स को सक्रिय करती हैं, जिससे उन्हें सुखद गर्मी मिलती है। यह वह आवृत्ति रेंज है जिसका उपयोग चिकित्सा में चिकित्सीय प्रभावों के लिए सक्रिय रूप से किया जाता है। अधिकांश ऊष्मा त्वचा द्वारा अवशोषित कर ली जाती है, उसकी सतह पर गिरती है। कम प्रभाव आंतरिक अंगों को प्रभावित किए बिना त्वचा की सतह के सुखद ताप की गारंटी देता है।

9.6 माइक्रोन की तरंग दैर्ध्य वाली तरंगें एपिडर्मिस के नवीनीकरण को बढ़ावा देती हैं, प्रतिरक्षा प्रणाली को मजबूत करती हैं और शरीर को ठीक करती हैं। फिजियोथेरेपी लंबी अवरक्त तरंगों के उपयोग पर आधारित है, जो निम्नलिखित प्रक्रियाओं को ट्रिगर करती है:

• त्वचा की सतह परत को प्रभावित करने पर हाइपोथैलेमस को सूचना प्रसारित करने के बाद जब चिकनी मांसपेशियां आराम करती हैं तो रक्त परिसंचरण में सुधार होता है;
• वासोडिलेशन के बाद रक्तचाप सामान्य हो जाता है;
• शरीर की कोशिकाओं को पोषक तत्वों और ऑक्सीजन की अधिक आपूर्ति होती है, जिससे सामान्य स्थिति में सुधार होता है;
• जैव रासायनिक प्रतिक्रियाएं तेजी से आगे बढ़ती हैं, जो चयापचय प्रक्रिया को प्रभावित करती हैं;
• प्रतिरक्षा में सुधार होता है और रोगजनक सूक्ष्मजीवों के प्रति शरीर की प्रतिरोधक क्षमता बढ़ जाती है;
• चयापचय में तेजी लाने से विषाक्त पदार्थों को हटाने और स्लैगिंग को कम करने में मदद मिलती है।

पैथोलॉजिकल प्रभाव

कम तरंग दैर्ध्य वाली तरंगें विपरीत प्रभाव डालती हैं। अवरक्त विकिरण का नुकसान छोटी किरणों के कारण होने वाले तीव्र तापीय प्रभाव के कारण होता है। एक मजबूत थर्मल प्रभाव शरीर में गहराई तक फैलता है, जिससे आंतरिक अंग गर्म हो जाते हैं। ऊतकों के अधिक गर्म होने से निर्जलीकरण होता है और शरीर के तापमान में उल्लेखनीय वृद्धि होती है।

छोटी-लंबाई वाली अवरक्त किरणों के संपर्क के स्थान पर त्वचा लाल हो जाती है और थर्मल जलन प्राप्त करती है, कभी-कभी बादल सामग्री के साथ फफोले की उपस्थिति के साथ गंभीरता की दूसरी डिग्री होती है। घाव के स्थान पर केशिकाएं फैलती हैं और फट जाती हैं, जिससे छोटे रक्तस्राव होते हैं।

कोशिकाएं नमी खो देती हैं, शरीर कमजोर हो जाता है और विभिन्न प्रकार के संक्रमणों के प्रति संवेदनशील हो जाता है। यदि अवरक्त विकिरण आँखों में प्रवेश करता है, तो इस तथ्य का दृष्टि पर विनाशकारी प्रभाव पड़ता है। आंख की श्लेष्मा झिल्ली शुष्क हो जाती है, रेटिना पर नकारात्मक प्रभाव पड़ता है। लेंस अपनी लोच और पारदर्शिता खो देता है, जो मोतियाबिंद के लक्षणों में से एक है।

अत्यधिक गर्मी के संपर्क में आने से सूजन प्रक्रियाओं में वृद्धि होती है, यदि कोई हो, और सूजन की घटना के लिए उपजाऊ जमीन के रूप में भी काम करता है। डॉक्टरों का कहना है कि तापमान से कुछ डिग्री अधिक होने से मेनिनजाइटिस का संक्रमण हो सकता है।

शरीर के तापमान में सामान्य वृद्धि से हीट स्ट्रोक होता है, अगर मदद नहीं दी गई तो अपरिवर्तनीय परिणाम हो सकते हैं। हीट स्ट्रोक के मुख्य लक्षण:

• सामान्य कमज़ोरी;
• तीक्ष्ण सिरदर्द;
• धुंधली दृष्टि;
• जी मिचलाना;
• बढ़ी हृदय की दर;
• पीठ पर ठंडे पसीने की उपस्थिति;
• चेतना की अल्पकालिक हानि.

बिगड़ा हुआ थर्मोरेग्यूलेशन से जुड़ी एक गंभीर जटिलता तब होती है जब अवरक्त विकिरण के संपर्क की आवृत्ति लंबे समय तक बनी रहती है। यदि किसी व्यक्ति को समय पर सहायता प्रदान नहीं की जाती है, तो मस्तिष्क की कोशिकाएं संशोधित हो जाती हैं, और संचार प्रणाली की गतिविधि बाधित हो जाती है।

चिंताजनक लक्षणों की शुरुआत के बाद पहले मिनटों में गतिविधियों की सूची:

1. पीड़ित से अवरक्त विकिरण के स्रोत को हटा दें: व्यक्ति को छाया में या हानिकारक गर्मी के स्रोत से दूर किसी स्थान पर ले जाएं।
2. ऐसे किसी भी कपड़े को खोल दें या हटा दें जो गहरी, मुक्त सांस लेने में बाधा उत्पन्न कर सकता है।
3. ताजी हवा को स्वतंत्र रूप से प्रवाहित करने के लिए खिड़की खोलें।
4. ठंडे पानी से पोंछें या गीली चादर में लपेटें।
5. उन जगहों पर ठंडक लगाएं जहां बड़ी धमनियां स्थित हैं (टेम्पोरल, कमर, माथा, बगल)।
6. यदि व्यक्ति होश में है तो उसे ठंडा, साफ पानी पीने को देना चाहिए, ऐसा करने से शरीर का तापमान कम हो जाएगा।
7. चेतना के नुकसान के मामले में, पुनर्जीवन परिसर का प्रदर्शन किया जाना चाहिए, जिसमें कृत्रिम श्वसन और छाती को दबाना शामिल है।
8. योग्य चिकित्सा देखभाल प्राप्त करने के लिए एम्बुलेंस को कॉल करें।

संकेत

चिकित्सीय प्रयोजनों के लिए, लंबी तापीय तरंगों का उपयोग चिकित्सा पद्धति में व्यापक रूप से किया जाता है। बीमारियों की सूची काफी लंबी है:

• उच्च रक्तचाप;
• दर्द सिंड्रोम;
• आपको अतिरिक्त पाउंड खोने में मदद मिलेगी;
• पेट और ग्रहणी के रोग;
• अवसादग्रस्त अवस्थाएँ;
• सांस की बीमारियों;
• त्वचा रोगविज्ञान;
• राइनाइटिस, सीधी ओटिटिस।

अवरक्त विकिरण के उपयोग के लिए मतभेद

इन्फ्रारेड विकिरण के लाभ मनुष्यों के लिए विकृति विज्ञान या व्यक्तिगत लक्षणों की अनुपस्थिति में मूल्यवान हैं जिनमें इन्फ्रारेड किरणों का संपर्क अस्वीकार्य है:

• प्रणालीगत रक्त रोग, बार-बार रक्तस्राव की प्रवृत्ति;
• तीव्र और पुरानी सूजन संबंधी बीमारियाँ;
• शरीर में शुद्ध संक्रमण की उपस्थिति;
• प्राणघातक सूजन;
• विघटन के चरण में दिल की विफलता;
• गर्भावस्था;
• मिर्गी और अन्य गंभीर तंत्रिका संबंधी विकार;
• तीन साल तक की उम्र के बच्चे.

हानिकारक किरणों से बचाव के उपाय

शॉर्ट-वेव इन्फ्रारेड विकिरण प्राप्त करने के जोखिम में वे लोग शामिल हैं जो चिलचिलाती धूप में लंबे समय तक रहना पसंद करते हैं और कार्यशालाओं में काम करने वाले कर्मचारी जहां गर्मी किरणों के गुणों का उपयोग किया जाता है। अपनी सुरक्षा के लिए, आपको सरल अनुशंसाओं का पालन करना होगा:

1. जो लोग सुंदर टैन पसंद करते हैं उन्हें धूप में अपना समय कम करना चाहिए और बाहर जाने से पहले एक सुरक्षात्मक क्रीम के साथ उजागर त्वचा को चिकना करना चाहिए।
2. यदि आस-पास तीव्र गर्मी का स्रोत है, तो गर्मी की तीव्रता कम करें।
3. उच्च तापमान वाली कार्यशालाओं में काम करते समय, श्रमिकों को व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरण से सुसज्जित होना चाहिए: विशेष कपड़े, टोपी।
4. उच्च तापमान वाले कमरों में बिताए गए समय को सख्ती से विनियमित किया जाना चाहिए।
5. प्रक्रियाओं को अंजाम देते समय, आंखों के स्वास्थ्य को बनाए रखने के लिए सुरक्षात्मक चश्मा पहनें।
6. कमरों में केवल उच्च गुणवत्ता वाले घरेलू उपकरण ही स्थापित करें।

विभिन्न प्रकार के विकिरण एक व्यक्ति को बाहर और अंदर घेर लेते हैं। संभावित नकारात्मक परिणामों से अवगत रहने से आपको भविष्य में स्वस्थ रहने में मदद मिलेगी। मानव जीवन को बेहतर बनाने के लिए अवरक्त विकिरण का महत्व निर्विवाद है, लेकिन एक रोग संबंधी प्रभाव भी है जिसे सरल सिफारिशों का पालन करके समाप्त करने की आवश्यकता है।

विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम के अदृश्य क्षेत्र में, जो दृश्य लाल रोशनी के पीछे शुरू होता है और आवृत्तियों 10 12 और 5∙10 14 हर्ट्ज के बीच माइक्रोवेव विकिरण से पहले समाप्त होता है (या तरंग दैर्ध्य रेंज 1-750 एनएम में होता है)। यह नाम लैटिन शब्द इन्फ्रा से आया है और इसका अर्थ है "लाल से नीचे"।

अवरक्त किरणों के उपयोग विविध हैं। इनका उपयोग अंधेरे या धुएं में वस्तुओं की इमेजिंग, सॉना को गर्म करने और डी-आइसिंग के लिए विमान के पंखों को गर्म करने, कम दूरी के संचार और कार्बनिक यौगिकों के स्पेक्ट्रोस्कोपिक विश्लेषण के लिए किया जाता है।

प्रारंभिक

इन्फ्रारेड किरणों की खोज 1800 में जर्मन मूल के ब्रिटिश संगीतकार और शौकिया खगोलशास्त्री विलियम हर्शल ने की थी। एक प्रिज्म का उपयोग करके, उन्होंने सूर्य के प्रकाश को उसके घटक घटकों में विभाजित किया और थर्मामीटर का उपयोग करके, स्पेक्ट्रम के लाल भाग से परे तापमान में वृद्धि दर्ज की।

आईआर विकिरण और गर्मी

इन्फ्रारेड विकिरण को अक्सर थर्मल विकिरण कहा जाता है। हालाँकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि यह केवल इसका एक परिणाम है। ऊष्मा किसी पदार्थ के परमाणुओं और अणुओं की स्थानान्तरणीय ऊर्जा (गति की ऊर्जा) का माप है। "तापमान" सेंसर वास्तव में गर्मी को मापते नहीं हैं, बल्कि केवल विभिन्न वस्तुओं के आईआर उत्सर्जन में अंतर को मापते हैं।

कई भौतिकी शिक्षक परंपरागत रूप से सूर्य के सभी थर्मल विकिरण का श्रेय अवरक्त किरणों को देते हैं। लेकिन यह वैसा नहीं है। दृश्यमान सूर्य की रोशनी कुल गर्मी का 50% प्रदान करती है, और पर्याप्त तीव्रता वाली किसी भी आवृत्ति की विद्युत चुम्बकीय तरंगें गर्मी पैदा कर सकती हैं। हालाँकि, यह कहना उचित है कि कमरे के तापमान पर, वस्तुएँ मुख्य रूप से मध्य-अवरक्त क्षेत्र में गर्मी पैदा करती हैं।

आईआर विकिरण रासायनिक रूप से बंधे परमाणुओं या परमाणुओं के समूहों के घूर्णन और कंपन द्वारा और इसलिए, कई प्रकार की सामग्रियों द्वारा अवशोषित और उत्सर्जित होता है। उदाहरण के लिए, दृश्य प्रकाश के लिए पारदर्शी खिड़की का शीशा आईआर विकिरण को अवशोषित करता है। इन्फ्रारेड किरणें बड़े पैमाने पर पानी और वायुमंडल द्वारा अवशोषित होती हैं। यद्यपि वे आंखों के लिए अदृश्य हैं, उन्हें त्वचा पर महसूस किया जा सकता है।

अवरक्त विकिरण के स्रोत के रूप में पृथ्वी

हमारे ग्रह की सतह और बादल सौर ऊर्जा को अवशोषित करते हैं, जिसका अधिकांश भाग अवरक्त विकिरण के रूप में वायुमंडल में छोड़ा जाता है। इसमें मौजूद कुछ पदार्थ, मुख्य रूप से भाप और पानी की बूंदें, साथ ही मीथेन, कार्बन डाइऑक्साइड, नाइट्रोजन ऑक्साइड, क्लोरोफ्लोरोकार्बन और सल्फर हेक्साफ्लोराइड, स्पेक्ट्रम के अवरक्त क्षेत्र में अवशोषित होते हैं और पृथ्वी सहित सभी दिशाओं में पुन: उत्सर्जित होते हैं। इसलिए, ग्रीनहाउस प्रभाव के कारण, पृथ्वी का वायुमंडल और सतह हवा में अवरक्त किरणों को अवशोषित करने वाले पदार्थों की तुलना में बहुत अधिक गर्म है।

यह विकिरण ऊष्मा स्थानांतरण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है और तथाकथित ग्रीनहाउस प्रभाव का एक अभिन्न अंग है। वैश्विक स्तर पर, अवरक्त किरणों का प्रभाव पृथ्वी के विकिरण संतुलन तक फैलता है और लगभग सभी जीवमंडल गतिविधियों को प्रभावित करता है। हमारे ग्रह की सतह पर लगभग हर वस्तु मुख्य रूप से स्पेक्ट्रम के इसी हिस्से में विद्युत चुम्बकीय विकिरण उत्सर्जित करती है।

आईआर क्षेत्र

इन्फ्रारेड रेंज को अक्सर स्पेक्ट्रम के संकीर्ण खंडों में विभाजित किया जाता है। जर्मन मानक संस्थान डीआईएन ने अवरक्त किरणों की निम्नलिखित तरंग दैर्ध्य श्रेणियों को परिभाषित किया है:

• निकट (0.75-1.4 µm), आमतौर पर फाइबर ऑप्टिक संचार में उपयोग किया जाता है;
• शॉर्ट-वेव (1.4-3 माइक्रोन), जिससे शुरू होकर पानी द्वारा आईआर विकिरण का अवशोषण काफी बढ़ जाता है;
• मध्यम तरंग, जिसे मध्यवर्ती (3-8 माइक्रोन) भी कहा जाता है;
• लंबी-तरंग (8-15 माइक्रोन);
• लंबी दूरी (15-1000 µm).

हालाँकि, यह वर्गीकरण योजना सार्वभौमिक रूप से उपयोग नहीं की जाती है। उदाहरण के लिए, कुछ अध्ययन निम्नलिखित श्रेणियों की रिपोर्ट करते हैं: निकट (0.75-5 µm), मध्यम (5-30 µm) और लंबी (30-1000 µm)। दूरसंचार में उपयोग की जाने वाली तरंग दैर्ध्य को डिटेक्टरों, एम्पलीफायरों और स्रोतों की सीमाओं के कारण अलग-अलग बैंड में वर्गीकृत किया जाता है।

सामान्य अंकन प्रणाली इन्फ्रारेड किरणों के प्रति मानवीय प्रतिक्रियाओं द्वारा उचित है। निकट-अवरक्त क्षेत्र मानव आंख को दिखाई देने वाली तरंग दैर्ध्य के सबसे निकट है। मध्य और दूर-आईआर विकिरण धीरे-धीरे स्पेक्ट्रम के दृश्य भाग से दूर चला जाता है। अन्य परिभाषाएँ विभिन्न भौतिक तंत्रों (जैसे उत्सर्जन शिखर और जल अवशोषण) का पालन करती हैं, और नवीनतम परिभाषाएँ उपयोग किए गए डिटेक्टरों की संवेदनशीलता पर आधारित हैं। उदाहरण के लिए, पारंपरिक सिलिकॉन सेंसर लगभग 1050 एनएम के क्षेत्र में संवेदनशील होते हैं, और इंडियम गैलियम आर्सेनाइड 950 एनएम से 1700 और 2200 एनएम की सीमा में संवेदनशील होते हैं।

अवरक्त और दृश्य प्रकाश के बीच कोई स्पष्ट सीमा नहीं है। मानव आंख 700 एनएम से ऊपर की लाल रोशनी के प्रति बहुत कम संवेदनशील है, लेकिन तीव्र प्रकाश (लेजर से) लगभग 780 एनएम तक देखा जा सकता है। इन्फ्रारेड रेंज की शुरुआत को अलग-अलग मानकों में अलग-अलग तरीके से परिभाषित किया गया है - इन मूल्यों के बीच कहीं। आमतौर पर यह 750 एनएम है। इसलिए, दृश्य अवरक्त किरणें 750-780 एनएम की सीमा में संभव हैं।

संचार प्रणालियों में प्रतीक

निकट-अवरक्त ऑप्टिकल संचार को तकनीकी रूप से कई आवृत्ति बैंडों में विभाजित किया गया है। यह विभिन्न प्रकाश स्रोतों, अवशोषित और संचारित सामग्री (फाइबर) और डिटेक्टरों के कारण है। इसमे शामिल है:

• ओ-बैंड 1,260-1,360 एनएम।
• ई-बैंड 1,360-1,460 एनएम।
• एस-बैंड 1,460-1,530 एनएम।
• सी-बैंड 1,530-1,565 एनएम।
• एल-बैंड 1.565-1.625 एनएम।
• यू-बैंड 1.625-1.675 एनएम।

थर्मोग्राफी

थर्मोग्राफी, या थर्मल इमेजिंग, वस्तुओं की एक प्रकार की अवरक्त छवि है। चूँकि सभी पिंड अवरक्त विकिरण उत्सर्जित करते हैं, और विकिरण की तीव्रता तापमान के साथ बढ़ती है, इसका पता लगाने और तस्वीरें लेने के लिए अवरक्त सेंसर वाले विशेष कैमरों का उपयोग किया जा सकता है। निकट-अवरक्त या दृश्य क्षेत्र में बहुत गर्म वस्तुओं के मामले में, इस विधि को पायरोमेट्री कहा जाता है।

थर्मोग्राफी दृश्य प्रकाश रोशनी से स्वतंत्र है। इसलिए, अंधेरे में भी पर्यावरण को "देखना" संभव है। विशेष रूप से, गर्म वस्तुएं, जिनमें लोग और गर्म खून वाले जानवर शामिल हैं, ठंडी पृष्ठभूमि में अच्छी तरह से दिखाई देती हैं। इन्फ्रारेड लैंडस्केप फोटोग्राफी वस्तुओं के ताप उत्पादन के आधार पर उनके प्रदर्शन को बढ़ाती है, जिससे नीला आकाश और पानी लगभग काला दिखाई देता है, जबकि हरे पत्ते और त्वचा स्पष्ट रूप से सामने आती है।

ऐतिहासिक रूप से, थर्मोग्राफी का व्यापक रूप से सैन्य और सुरक्षा सेवाओं द्वारा उपयोग किया गया है। इसके अलावा इसके कई अन्य उपयोग भी हैं। उदाहरण के लिए, अग्निशामक इसका उपयोग धुएं के माध्यम से देखने, लोगों को ढूंढने और आग के दौरान गर्म स्थानों का पता लगाने के लिए करते हैं। थर्मोग्राफी उनके बढ़े हुए ताप उत्पादन के कारण इलेक्ट्रॉनिक प्रणालियों और सर्किटों में असामान्य ऊतक वृद्धि और दोषों को प्रकट कर सकती है। बिजली लाइनों का रखरखाव करने वाले इलेक्ट्रीशियन ओवरहीटिंग कनेक्शन और भागों का पता लगा सकते हैं जो किसी समस्या का संकेत देते हैं और संभावित खतरे को खत्म कर देते हैं। जब इन्सुलेशन विफल हो जाता है, तो भवन निर्माण पेशेवर गर्मी के रिसाव को देख सकते हैं और शीतलन या हीटिंग सिस्टम की दक्षता में सुधार कर सकते हैं। कुछ हाई-एंड कारों में ड्राइवर की सहायता के लिए थर्मल इमेजर लगाए जाते हैं। थर्मोग्राफिक इमेजिंग मनुष्यों और गर्म रक्त वाले जानवरों में कई शारीरिक प्रतिक्रियाओं की निगरानी कर सकती है।

आधुनिक थर्मोग्राफिक कैमरे की उपस्थिति और संचालन की विधि पारंपरिक वीडियो कैमरे से अलग नहीं है। इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम में देखने की क्षमता इतनी उपयोगी सुविधा है कि छवियों को रिकॉर्ड करने की क्षमता अक्सर वैकल्पिक होती है और रिकॉर्डिंग मॉड्यूल हमेशा उपलब्ध नहीं होता है।

अन्य छवियाँ

आईआर फोटोग्राफी में, निकट-अवरक्त क्षेत्र को विशेष फिल्टर का उपयोग करके कैप्चर किया जाता है। डिजिटल कैमरे आईआर विकिरण को रोकते हैं। हालाँकि, सस्ते कैमरे जिनमें उपयुक्त फिल्टर नहीं होते हैं वे निकट-अवरक्त रेंज में "देख" सकते हैं। इस मामले में, आमतौर पर अदृश्य प्रकाश चमकदार सफेद दिखाई देता है। प्रबुद्ध अवरक्त वस्तुओं (उदाहरण के लिए, एक लैंप) के पास शूटिंग करते समय यह विशेष रूप से ध्यान देने योग्य है, जहां परिणामी हस्तक्षेप छवि को फीका कर देता है।

टी-बीम इमेजिंग भी उल्लेखनीय है, जो सुदूर टेराहर्ट्ज़ रेंज में इमेजिंग है। उज्ज्वल स्रोतों की कमी ऐसी छवियों को तकनीकी रूप से अधिकांश अन्य आईआर इमेजिंग तकनीकों की तुलना में अधिक चुनौतीपूर्ण बनाती है।

एल ई डी और लेजर

अवरक्त विकिरण के कृत्रिम स्रोतों में गर्म वस्तुओं के अलावा, एलईडी और लेजर शामिल हैं। पहले छोटे, सस्ते ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरण हैं जो गैलियम आर्सेनाइड जैसी अर्धचालक सामग्री से बने होते हैं। इनका उपयोग ऑप्टो-आइसोलेटर और कुछ फाइबर ऑप्टिक संचार प्रणालियों में किया जाता है। उच्च शक्ति वाले ऑप्टिकली पंप वाले आईआर लेजर कार्बन डाइऑक्साइड और कार्बन मोनोऑक्साइड के आधार पर काम करते हैं। इनका उपयोग रासायनिक प्रतिक्रियाओं को शुरू करने और संशोधित करने और आइसोटोप को अलग करने के लिए किया जाता है। इसके अलावा, इनका उपयोग किसी वस्तु से दूरी निर्धारित करने के लिए लिडार सिस्टम में किया जाता है। इन्फ्रारेड विकिरण स्रोतों का उपयोग स्वचालित स्व-फ़ोकसिंग कैमरों, सुरक्षा अलार्म और ऑप्टिकल नाइट विज़न उपकरणों के रेंजफाइंडर में भी किया जाता है।

आईआर रिसीवर

आईआर डिटेक्शन उपकरणों में तापमान-संवेदनशील उपकरण जैसे थर्मोकपल डिटेक्टर, बोलोमीटर (जिनमें से कुछ को डिटेक्टर से हस्तक्षेप को कम करने के लिए पूर्ण शून्य के करीब तापमान तक ठंडा किया जाता है), फोटोवोल्टिक सेल और फोटोकंडक्टर शामिल हैं। उत्तरार्द्ध अर्धचालक सामग्रियों (उदाहरण के लिए, सिलिकॉन और लेड सल्फाइड) से बने होते हैं, जिनकी विद्युत चालकता अवरक्त किरणों के संपर्क में आने पर बढ़ जाती है।

गरम करना

इन्फ्रारेड विकिरण का उपयोग हीटिंग के लिए किया जाता है - उदाहरण के लिए, सौना को गर्म करने और हवाई जहाज के पंखों से बर्फ हटाने के लिए। नई सड़कें बिछाने या क्षतिग्रस्त क्षेत्रों की मरम्मत करते समय डामर को पिघलाने के लिए भी इसका उपयोग तेजी से किया जा रहा है। आईआर विकिरण का उपयोग खाना पकाने और भोजन गर्म करने में किया जा सकता है।

संबंध

इन्फ्रारेड तरंग दैर्ध्य का उपयोग कम दूरी पर डेटा संचारित करने के लिए किया जाता है, जैसे कंप्यूटर बाह्य उपकरणों और व्यक्तिगत डिजिटल सहायकों के बीच। ये उपकरण आमतौर पर आईआरडीए मानकों का अनुपालन करते हैं।

आईआर संचार आमतौर पर उच्च जनसंख्या घनत्व वाले क्षेत्रों में घर के अंदर उपयोग किया जाता है। यह उपकरणों को दूर से नियंत्रित करने का सबसे आम तरीका है। अवरक्त किरणों के गुण उन्हें दीवारों में प्रवेश करने की अनुमति नहीं देते हैं, और इसलिए वे आसन्न कमरों में उपकरणों के साथ बातचीत नहीं करते हैं। इसके अलावा, आईआर लेजर का उपयोग फाइबर ऑप्टिक संचार प्रणालियों में प्रकाश स्रोत के रूप में किया जाता है।

स्पेक्ट्रोस्कोपी

इन्फ्रारेड विकिरण स्पेक्ट्रोस्कोपी एक ऐसी तकनीक है जिसका उपयोग नमूनों के माध्यम से इन्फ्रारेड विकिरण के संचरण का अध्ययन करके (मुख्य रूप से) कार्बनिक यौगिकों की संरचनाओं और रचनाओं को निर्धारित करने के लिए किया जाता है। यह कुछ आवृत्तियों को अवशोषित करने के लिए पदार्थों के गुणों पर आधारित है, जो नमूने के अणुओं के अंदर खिंचाव और झुकने पर निर्भर करता है।

अणुओं और सामग्रियों की अवरक्त अवशोषण और उत्सर्जन विशेषताएं ठोस पदार्थों में अणुओं, परमाणुओं और आयनों के आकार, आकार और रासायनिक बंधन के बारे में महत्वपूर्ण जानकारी प्रदान करती हैं। सभी प्रणालियों में घूर्णन और कंपन की ऊर्जाओं को परिमाणित किया जाता है। किसी दिए गए अणु या पदार्थ द्वारा उत्सर्जित या अवशोषित ऊर्जा का आईआर विकिरण कुछ आंतरिक ऊर्जा अवस्थाओं में अंतर का एक माप है। बदले में, वे परमाणु भार और आणविक बंधनों द्वारा निर्धारित होते हैं। इस कारण से, इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी अणुओं और पदार्थों की आंतरिक संरचना या, जब ऐसी जानकारी पहले से ही ज्ञात और सारणीबद्ध हो, उनकी मात्रा निर्धारित करने के लिए एक शक्तिशाली उपकरण है। आईआर स्पेक्ट्रोस्कोपी तकनीकों का उपयोग अक्सर पुरातात्विक नमूनों की संरचना और इसलिए उत्पत्ति और उम्र निर्धारित करने के लिए किया जाता है, साथ ही कला के कार्यों और अन्य वस्तुओं की जालसाजी का पता लगाने के लिए किया जाता है, जब दृश्य प्रकाश के तहत जांच की जाती है, तो वे मूल के समान होते हैं।

इन्फ्रारेड किरणों के लाभ और हानि

लंबी-तरंग अवरक्त विकिरण का उपयोग चिकित्सा में निम्नलिखित उद्देश्यों के लिए किया जाता है:

• रक्त परिसंचरण को उत्तेजित करके रक्तचाप का सामान्यीकरण;
• भारी धातु के लवण और विषाक्त पदार्थों के शरीर को साफ करना;
• मस्तिष्क और स्मृति में रक्त परिसंचरण में सुधार;
• हार्मोनल स्तर का सामान्यीकरण;
• जल-नमक संतुलन बनाए रखना;
• कवक और रोगाणुओं के प्रसार को सीमित करना;
• दर्द से राहत;
• सूजन से राहत;
• प्रतिरक्षा प्रणाली को मजबूत करना।

साथ ही, आईआर विकिरण तीव्र प्युलुलेंट रोगों, रक्तस्राव, तीव्र सूजन, रक्त रोगों और घातक ट्यूमर में हानिकारक हो सकता है। अनियंत्रित लंबे समय तक संपर्क में रहने से त्वचा में लालिमा, जलन, जिल्द की सूजन और हीट स्ट्रोक होता है। शॉर्ट-वेव इंफ्रारेड किरणें आंखों के लिए खतरनाक हैं - फोटोफोबिया, मोतियाबिंद और दृश्य हानि विकसित हो सकती है। इसलिए, हीटिंग के लिए केवल लंबी-तरंग विकिरण स्रोतों का उपयोग किया जाना चाहिए।

प्रकाश पृथ्वी पर जीवित जीवों के अस्तित्व की कुंजी है। ऐसी बहुत सी प्रक्रियाएँ हैं जो अवरक्त विकिरण के संपर्क में आने के कारण घटित हो सकती हैं। इसके अलावा, इसका उपयोग औषधीय प्रयोजनों के लिए भी किया जाता है। बीसवीं सदी के बाद से, प्रकाश चिकित्सा पारंपरिक चिकित्सा का एक महत्वपूर्ण घटक बन गई है।

विकिरण की विशेषताएं

फोटोथेरेपी फिजियोथेरेपी में एक विशेष खंड है जो मानव शरीर पर प्रकाश तरंगों के प्रभाव का अध्ययन करता है। यह ध्यान दिया गया कि तरंगों की सीमाएँ अलग-अलग होती हैं, इसलिए उनका मानव शरीर पर अलग-अलग प्रभाव पड़ता है। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि विकिरण की प्रवेश गहराई सबसे अधिक होती है। जहाँ तक सतही प्रभाव की बात है, पराबैंगनी में यह होता है।

इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम रेंज (विकिरण स्पेक्ट्रम) की एक संगत तरंग दैर्ध्य है, अर्थात् 780 एनएम। 10000 एनएम तक. जहां तक ​​फिजियोथेरेपी की बात है, किसी व्यक्ति के इलाज के लिए स्पेक्ट्रम में 780 एनएम तक की तरंग दैर्ध्य का उपयोग किया जाता है। 1400 एनएम तक. चिकित्सा के लिए अवरक्त विकिरण की यह सीमा सामान्य मानी जाती है। सरल शब्दों में, उपयुक्त तरंग दैर्ध्य का उपयोग किया जाता है, अर्थात् एक छोटी तरंग जो त्वचा में तीन सेंटीमीटर तक प्रवेश करने में सक्षम होती है। इसके अलावा, क्वांटम की विशेष ऊर्जा और विकिरण की आवृत्ति को भी ध्यान में रखा जाता है।

कई अध्ययनों के अनुसार, यह पाया गया है कि प्रकाश, रेडियो तरंगें और अवरक्त किरणों की प्रकृति एक जैसी होती है, क्योंकि ये एक प्रकार की विद्युत चुम्बकीय तरंगें हैं जो हर जगह लोगों को घेरे रहती हैं। ऐसी तरंगें टेलीविजन, मोबाइल फोन और रेडियो को शक्ति प्रदान करती हैं। सरल शब्दों में कहें तो तरंगें व्यक्ति को अपने आस-पास की दुनिया को देखने की अनुमति देती हैं।

इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम में एक समान आवृत्ति होती है, जिसकी तरंग दैर्ध्य 7-14 माइक्रोन होती है, जिसका मानव शरीर पर एक अनूठा प्रभाव होता है। स्पेक्ट्रम का यह हिस्सा मानव शरीर से निकलने वाले विकिरण से मेल खाता है।

जहां तक ​​क्वांटम वस्तुओं का सवाल है, अणुओं में मनमाने ढंग से कंपन करने की क्षमता नहीं होती है। प्रत्येक क्वांटम अणु में ऊर्जा और विकिरण आवृत्तियों का एक निश्चित परिसर होता है जो कंपन के क्षण में संग्रहीत होता है। हालाँकि, यह विचार करने योग्य है कि वायु के अणु ऐसी आवृत्तियों की एक विस्तृत श्रृंखला से सुसज्जित हैं, इसलिए वातावरण विभिन्न प्रकार के स्पेक्ट्रा में विकिरण को अवशोषित करने में सक्षम है।

विकिरण स्रोत

सूर्य आईआर का मुख्य स्रोत है।

इसके लिए धन्यवाद, वस्तुओं को एक विशिष्ट तापमान तक गर्म किया जा सकता है। परिणामस्वरूप, इन तरंगों के स्पेक्ट्रम में तापीय ऊर्जा उत्सर्जित होती है। फिर ऊर्जा वस्तुओं तक पहुँचती है। तापीय ऊर्जा को उच्च तापमान वाली वस्तुओं से कम तापमान वाली वस्तुओं में स्थानांतरित करने की प्रक्रिया की जाती है। इस स्थिति में, वस्तुओं में विभिन्न विकिरण गुण होते हैं जो कई निकायों पर निर्भर करते हैं।

अवरक्त विकिरण के स्रोत एलईडी जैसे तत्वों से सुसज्जित हर जगह मौजूद हैं। सभी आधुनिक टीवी रिमोट कंट्रोल से सुसज्जित हैं, क्योंकि वे इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम की उचित आवृत्ति में काम करते हैं। इनमें एलईडी हैं। औद्योगिक उत्पादन में अवरक्त विकिरण के विभिन्न स्रोत देखे जा सकते हैं, उदाहरण के लिए: पेंट और वार्निश सतहों को सुखाने में।

रूस में कृत्रिम स्रोत का सबसे प्रमुख प्रतिनिधि रूसी स्टोव थे। लगभग सभी लोगों ने ऐसे चूल्हे के प्रभाव का अनुभव किया है और इसके लाभों की सराहना भी की है। इसीलिए इस तरह के विकिरण को गर्म स्टोव या रेडिएटर से महसूस किया जा सकता है। वर्तमान में, इन्फ्रारेड हीटर बहुत लोकप्रिय हैं। संवहन विकल्प की तुलना में उनके पास फायदों की एक सूची है, क्योंकि वे अधिक किफायती हैं।

गुणांक मान

इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम में कई प्रकार के गुणांक होते हैं, अर्थात्:

• विकिरण;
• प्रतिबिंब गुणांक;
• थ्रूपुट कारक.

तो, उत्सर्जन वस्तुओं की विकिरण आवृत्ति, साथ ही क्वांटम ऊर्जा उत्सर्जित करने की क्षमता है। सामग्री और उसके गुणों के साथ-साथ तापमान के अनुसार भिन्न हो सकता है। गुणांक में अधिकतम इलाज = 1 होता है, लेकिन वास्तविक स्थिति में यह हमेशा कम होता है। जहां तक ​​कम उत्सर्जन क्षमता का सवाल है, यह चमकदार सतह वाले तत्वों के साथ-साथ धातुओं से भी संपन्न है। गुणांक तापमान संकेतकों पर निर्भर करता है।

परावर्तन गुणांक अध्ययन की आवृत्ति को प्रतिबिंबित करने के लिए सामग्रियों की क्षमता को दर्शाता है। सामग्री के प्रकार, गुणों और तापमान संकेतकों पर निर्भर करता है। परावर्तन मुख्यतः पॉलिश और चिकनी सतहों पर होता है।

संप्रेषण वस्तुओं की अपने माध्यम से अवरक्त विकिरण की आवृत्ति संचारित करने की क्षमता को दर्शाता है। यह गुणांक सीधे सामग्री की मोटाई और प्रकार पर निर्भर करता है। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि अधिकांश सामग्रियों में ऐसा कोई गुणांक नहीं होता है।

औषधि में प्रयोग करें

आधुनिक दुनिया में इन्फ्रारेड प्रकाश उपचार काफी लोकप्रिय हो गया है। चिकित्सा में अवरक्त विकिरण का उपयोग इस तथ्य के कारण है कि तकनीक में उपचार गुण हैं। इसके कारण मानव शरीर पर लाभकारी प्रभाव पड़ता है। थर्मल प्रभाव ऊतकों में एक शरीर बनाता है, ऊतकों को पुनर्जीवित करता है और मरम्मत को उत्तेजित करता है, भौतिक और रासायनिक प्रतिक्रियाओं को तेज करता है।

इसके अलावा, शरीर में महत्वपूर्ण सुधार का अनुभव होता है, क्योंकि निम्नलिखित प्रक्रियाएं होती हैं:

• रक्त प्रवाह का त्वरण;
• वासोडिलेशन;
• जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों का उत्पादन;
• मांसपेशियों में छूट;
• बहुत अच्छा मूड;
• आरामदायक स्थिति;
• अच्छा सपना;
• रक्तचाप में कमी;
• शारीरिक, मानसिक-भावनात्मक तनाव आदि से राहत।

उपचार का दृश्यमान प्रभाव कई प्रक्रियाओं के अंतर्गत होता है। विख्यात कार्यों के अलावा, इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम का मानव शरीर पर सूजन-रोधी प्रभाव होता है, संक्रमण से लड़ने में मदद करता है, प्रतिरक्षा प्रणाली को उत्तेजित और मजबूत करता है।

चिकित्सा में ऐसी चिकित्सा में निम्नलिखित गुण होते हैं:

• बायोस्टिम्युलेटिंग;
• सूजनरोधी;
• विषहरण;
• रक्त प्रवाह में सुधार;
• शरीर के द्वितीयक कार्यों का जागरण।

इन्फ्रारेड प्रकाश विकिरण, या यों कहें कि इसके उपचार से मानव शरीर के लिए दृश्यमान लाभ होते हैं।

उपचार के तरीके

थेरेपी दो प्रकार की होती है, सामान्य और स्थानीय। जहां तक ​​स्थानीय प्रभावों का सवाल है, उपचार रोगी के शरीर के एक विशिष्ट हिस्से पर किया जाता है। सामान्य चिकित्सा के दौरान, प्रकाश चिकित्सा का उपयोग पूरे शरीर पर लक्षित होता है।

प्रक्रिया दिन में दो बार की जाती है, सत्र की अवधि 15-30 मिनट तक होती है। सामान्य उपचार पाठ्यक्रम में कम से कम पाँच से बीस प्रक्रियाएँ शामिल होती हैं। सुनिश्चित करें कि आपके चेहरे के लिए इन्फ्रारेड सुरक्षा तैयार है। आंखों के लिए विशेष चश्मे, रूई या गत्ते के कवर का उपयोग किया जाता है। सत्र के बाद, त्वचा एरिथेमा से ढक जाती है, अर्थात् धुंधली सीमाओं के साथ लालिमा। प्रक्रिया के एक घंटे बाद एरिथेमा गायब हो जाता है।

उपचार के लिए संकेत और मतभेद

चिकित्सा में उपयोग के लिए आईआर के मुख्य संकेत हैं:

• ईएनटी अंगों के रोग;
• नसों का दर्द और न्यूरिटिस;
• मस्कुलोस्केलेटल प्रणाली को प्रभावित करने वाले रोग;
• आँखों और जोड़ों की विकृति;
• भड़काऊ प्रक्रियाएं;
• घाव;
• जलन, अल्सर, त्वचा रोग और निशान;
• दमा;
• सिस्टिटिस;
• यूरोलिथियासिस;
• ओस्टियोचोन्ड्रोसिस;
• पथरी के बिना कोलेसीस्टाइटिस;
• वात रोग;
• जीर्ण रूप में गैस्ट्रोडुओडेनाइटिस;
• न्यूमोनिया।

हल्के उपचार के सकारात्मक परिणाम होते हैं। इसके चिकित्सीय प्रभाव के अलावा, आईआर मानव शरीर के लिए खतरनाक हो सकता है। यह इस तथ्य के कारण है कि कुछ निश्चित मतभेद हैं, जिनका पालन न करने पर स्वास्थ्य को नुकसान हो सकता है।

यदि आपको निम्नलिखित बीमारियाँ हैं, तो ऐसा उपचार हानिकारक होगा:

• गर्भावस्था अवधि;
• रक्त रोग;
• व्यक्तिगत असहिष्णुता;
• तीव्र चरण में पुरानी बीमारियाँ;
• शुद्ध प्रक्रियाएं;
• सक्रिय तपेदिक;
• रक्तस्राव की प्रवृत्ति;
• रसौली.

इन मतभेदों को ध्यान में रखा जाना चाहिए ताकि आपके स्वयं के स्वास्थ्य को नुकसान न पहुंचे। बहुत अधिक विकिरण की तीव्रता बहुत अधिक नुकसान पहुंचा सकती है।

जहां तक ​​दवा और उत्पादन में आईआर के नुकसान की बात है, तो त्वचा में जलन और गंभीर लालिमा हो सकती है। कुछ मामलों में, लोगों के चेहरे पर ट्यूमर विकसित हो गए क्योंकि वे लंबे समय तक इस विकिरण के संपर्क में थे। अवरक्त विकिरण से महत्वपूर्ण नुकसान त्वचाशोथ के रूप में हो सकता है, और हीट स्ट्रोक भी हो सकता है।

इंफ्रारेड किरणें आंखों के लिए काफी खतरनाक होती हैं, खासकर 1.5 माइक्रोन तक की रेंज में। लंबे समय तक संपर्क में रहने से काफी नुकसान होता है, जैसे फोटोफोबिया, मोतियाबिंद और दृष्टि संबंधी समस्याएं सामने आती हैं। आईआर का लंबे समय तक संपर्क न केवल लोगों के लिए, बल्कि पौधों के लिए भी बहुत खतरनाक है। ऑप्टिकल उपकरणों का उपयोग करके, आप अपनी दृष्टि समस्या को ठीक करने का प्रयास कर सकते हैं।

पौधों पर प्रभाव

हर कोई जानता है कि आईआर का पौधों की वृद्धि और विकास पर लाभकारी प्रभाव पड़ता है। उदाहरण के लिए, यदि आप ग्रीनहाउस को इन्फ्रारेड हीटर से सुसज्जित करते हैं, तो आप आश्चर्यजनक परिणाम देख सकते हैं। हीटिंग को इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम में किया जाता है, जहां एक निश्चित आवृत्ति देखी जाती है, और तरंग 50,000 एनएम के बराबर होती है। 2,000,000 एनएम तक.

ऐसे काफी रोचक तथ्य हैं जिनके अनुसार आप पता लगा सकते हैं कि सभी पौधे और जीवित जीव सूर्य के प्रकाश से प्रभावित होते हैं। सूर्य से विकिरण की एक विशिष्ट सीमा होती है जिसमें 290 एनएम शामिल है। - 3000 एनएम. सरल शब्दों में, दीप्तिमान ऊर्जा प्रत्येक पौधे के जीवन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।

दिलचस्प और शैक्षिक तथ्यों को ध्यान में रखते हुए, यह निर्धारित किया जा सकता है कि पौधों को प्रकाश और सौर ऊर्जा की आवश्यकता होती है, क्योंकि वे क्लोरोफिल और क्लोरोप्लास्ट के निर्माण के लिए जिम्मेदार हैं। प्रकाश की गति बढ़ाव, कोशिकाओं के केंद्रीकरण और विकास प्रक्रियाओं, फलने और फूल आने के समय को प्रभावित करती है।

माइक्रोवेव ओवन की विशिष्टता

घरेलू माइक्रोवेव ओवन ऐसे माइक्रोवेव से सुसज्जित होते हैं जो गामा किरणों और एक्स-रे की तुलना में थोड़ा कम होते हैं। ऐसे ओवन आयनीकरण प्रभाव को भड़का सकते हैं, जो मानव स्वास्थ्य के लिए खतरा पैदा करता है। माइक्रोवेव इन्फ्रारेड और रेडियो तरंगों के बीच के अंतराल में स्थित होते हैं, इसलिए ऐसे ओवन अणुओं और परमाणुओं को आयनित नहीं कर सकते हैं। काम करने वाले माइक्रोवेव ओवन लोगों को प्रभावित नहीं करते हैं, क्योंकि वे भोजन में अवशोषित हो जाते हैं, जिससे गर्मी पैदा होती है।

माइक्रोवेव ओवन रेडियोधर्मी कणों का उत्सर्जन नहीं कर सकते हैं, इसलिए उनका भोजन और जीवित जीवों पर रेडियोधर्मी प्रभाव नहीं पड़ता है। इसलिए आपको चिंता नहीं करनी चाहिए कि माइक्रोवेव ओवन आपके स्वास्थ्य को नुकसान पहुंचा सकता है!