Ик и – ИКЕА — официальный интернет-магазин мебели с доставкой

Чем инфракрасные лучи отличаются от ультрафиолетовых

Теоретически вопрос «Чем инфракрасные лучи отличаются от ультрафиолетовых? » мог бы заинтересовать любого человека. Ведь и те, и другие лучи входят в состав солнечного спектра – а воздействию Солнца мы подвергаемся ежедневно. На практике же его чаще всего задают себе те, кто собирается приобрести устройства, известные как инфракрасные обогреватели, и хотел бы убедиться в том, что подобные приборы абсолютно безопасны для здоровья человека.

Потолочные обогреватели встраиваемые и подвесные для потолков всех типов

Подвесные потолочные обогреватели (П профиль)

Встраиваемые потолочные нагреватели для подвесных потолков Армстронг

Чем инфракрасные лучи отличаются от ультрафиолетовых с точки зрения физики

Как известно, кроме семи видимых цветов спектра за его пределами имеются и невидимые глазу излучения. Помимо инфракрасных и ультрафиолетовых, к ним относятся рентгеновские лучи, гамма-лучи и микроволны.

Инфракрасные и УФ-лучи сходны в одном: и те, и другие относятся к той части спектра, который не видим невооруженному глазу человека. Но этим и ограничивается их сходство.

Инфракрасное излучение

Инфракрасные лучи были обнаружены за пределами красной границы, между длинноволновым и коротковолновым участками этой части спектра. Стоит отметить, что почти половина солнечной радиации – это именно инфракрасное излучение. Основная характеристика этих не видимых глазу лучей – сильная тепловая энергия: ее непрерывно излучают все нагретые тела.
Излучение этого вида подразделяется на три области по такому параметру, как длина волны:

• от 0,75 до 1,5 мкм – ближняя область;
• от 1,5 до 5,6 мкм – средняя;
• от 5,6 до 100 мкм – дальняя.

Нужно понимать, что инфракрасное излучение является не продуктом всевозможных современных технических устройств, к примеру, ИК-обогревателей. Это фактор природной окружающей среды, который постоянно действует на человека. Наше тело непрерывно поглощает и отдает инфракрасные лучи.

Ультрафиолетовое излучение

Существование лучей за фиолетовой границей спектра было доказано в 1801 году. Диапазон ультрафиолетовых лучей, испускаемых Солнцем, составляет от 400 до 20 нм, однако до земной поверхности доходят только незначительная часть коротковолнового спектра – до 290 нм.
Ученые считают, что ультрафиолету принадлежит значительная роль в образовании первых на Земле органических соединений. Однако воздействие этого излучения носит и отрицательный характер, приводя к распаду органических веществ.
При ответе на вопрос, чем инфракрасное излучение отличается от ультрафиолетового, необходимо обязательно рассмотреть воздействие на организм человека. И здесь основное отличие заключается в том, что эффект инфракрасных лучей ограничивается преимущественно тепловым действием, в то время как ультрафиолетовые лучи способны оказывать еще и фотохимическое воздействие.

УФ-излучение активно поглощается нуклеиновыми кислотами, следствием чего являются изменения важнейших показателей жизнедеятельности клеток – способности к росту и делению. Именно повреждение ДНК является главным компонентом механизма воздействия на организмы ультрафиолетовых лучей.
Основной орган нашего тела, на который действует ультрафиолетовое излучение – это кожа. Известно, что благодаря УФ-лучам запускается процесс образования витамина Д, который необходим для нормального усвоения кальция, а также синтезируются серотонин и мелатонин – важные гормоны, оказывающие влияние на суточные ритмы и настроение человека.

Воздействие ИК и УФ-излучения на кожу

Когда человек подвергается воздействию солнечных лучей, на поверхность его тела оказывают влияние и инфракрасные, ультрафиолетовые лучи. Но результат этого воздействия будет различным:

• ИК-лучи вызывают прилив крови к поверхностным слоям кожи, повышение ее температуры и покраснение (калорическая эритема). Этот эффект исчезает сразу же, как только действие облучения прекращается.
• Воздействие УФ-излучения имеет скрытый период и может проявляться через несколько часов после облучения. Длительность ультрафиолетовой эритемы составляет от 10 часов до 3-4 дней. Кожа краснеет, может шелушиться, затем окраска ее становится более темной (загар).

Доказано, что избыточное воздействие ультрафиолета может привести к возникновению злокачественных заболеваний кожи. В то же время в определенных дозах УФ-излучение полезно для организма, что позволяет применять его для профилактики и лечения, а также для уничтожения бактерий в воздухе помещений.

Безопасно ли инфракрасное излучение?

Опасения людей по отношению к такому виду устройств, как инфракрасные обогреватели, вполне понятно. В современном обществе уже сформировалась устойчивая тенденция с изрядной долей опасения относиться ко многим видам излучения: радиация, рентгеновские лучи и др.

Рядовым потребителям, которые собираются приобрести устройства, основанные на использовании инфракрасного излучения, важнее всего знать следующее: инфракрасные лучи совершенно безопасны для здоровья человека. Именно это стоит подчеркнуть, рассматривая вопрос, чем инфракрасные лучи отличаются от ультрафиолетовых.
Исследованиями доказано: длинноволновое ИК-излучение не только полезно для нашего тела – оно ему совершенно необходимо. При недостатке ИК-лучей страдает иммунитет организма, а также проявляется эффект его ускоренного старения.

Положительное воздействие инфракрасного излучения уже не вызывает сомнений и проявляется в различных аспектах:

• уничтожаются некоторые виды вирусов;
• подавляется рост злокачественных образований;
• у больных диабетом повышается выработка инсулина;
• нейтрализуется результат воздействия вредных излучений, в частности, радиации и электромагнитных волн;
• улучшается состояние при кожных и других болезнях.

В настоящее время на основе использования ИК-лучей созданы не только эффективные обогреватели, но и специальные устройства, испускающие длинноволновое излучение: инфракрасные лампы, ИК-сауны и др.

Уменьшение содержания влаги до 8% за 3 дня с сушилкой для пиломатериалов ФлексиХИТ

Ик маты для прогрева бетона и грунта, бетонных конструкций, каменной кладки

blog.flexyheat.ru

Инфракрасный свет – практикум невидимо тёплого излучения

Главная страница » Инфракрасный свет – практикум невидимо тёплого излучения

Инфракрасный свет визуально недоступен зрению человека. Между тем длинные инфракрасные волны воспринимаются человеческим организмом как тепло. Некоторыми свойствами видимого света обладает инфракрасный свет. Излучение этой формы поддаётся фокусировке, отражается и поляризуется. Теоретически ИК-свет больше трактуется как инфракрасная радиация (ИР). Космическая ИР занимает спектральный диапазон электромагнитного излучения 700 нм — 1 мм. ИК-волны длиннее волн видимого света и короче радиоволн. Соответственно, частоты ИР выше частот микроволн и ниже частот видимого света. Частота ИР ограничена диапазоном 300 ГГц — 400 ТГц.

Содержимое публикации

История открытия инфракрасных волн

Инфракрасные волны удалось обнаружить британскому астроному Уильяму Гершелю. Открытие было зарегистрировано в 1800 году. Используя стеклянные призмы в своих опытах, учёный таким способом исследовал возможности разделения солнечного света на отдельные компоненты.

Когда Уильяму Гершелю пришлось измерять температуру отдельных цветов, обнаружился фактор увеличения температуры при последовательном прохождении следующего ряда:

• фиолет,
• синька,
• зелень,
• желток,
• оранж,
• красный.

Астроном пошёл дальше — исследовал значение температуры за пределами спектральной части красного. В этой области температура оказалась самой высокой. Так подтвердилось существование инфракрасного излучения.

Волновой и частотный диапазон ИК-радиации

Исходя из длины волны, учёные условно делят инфракрасное излучение на несколько спектральных частей. При этом нет единого определения границ каждой отдельной части.

Шкала электромагнитного излучения: 1 — радиоволны; 2 — микроволны; 3 — ИК-волны; 4 — видимый свет; 5 — ультрафиолет; 6 — лучи x-ray; 7 — гамма лучи; В — диапазон длин волн; Э — энергетика

Теоретически обозначены три волновых диапазона:

1. Ближний
2. Средний
3. Дальний

Ближний ИК-диапазон отмечен длинами волн, приближенных до конечной части спектра видимого света. Примерный расчётный отрезок волны здесь обозначен длиной: 750 — 1300 нм (0,75 — 1,3 мкм). Частота излучения составляет примерно 215-400 Гц. Короткий ИК-диапазон излучат минимум тепла.

Средний ИК-диапазон (промежуточный), охватывает длины волн 1300-3000 нм (1,3 — 3 мкм). Частоты здесь измеряются диапазоном 20-215 ТГц. Уровень излучаемого тепла относительно невысок.

Дальний ИК-диапазон наиболее близок к диапазону микроволн. Расклад: 3-1000 мкм. Частотный диапазон 0,3-20 ТГц. Эту группу составляют короткие длины волн на максимальном частотном отрезке. Здесь излучается максимум тепла.

Применение инфракрасной радиации

ИК-лучам нашлось применение в различных сферах. Среди наиболее известных устройств — датчики тепла, тепловизоры, оборудование ночного видения и т.п. Коммуникационным и сетевым оборудованием ИК-свет используется в рамках проводных и беспроводных операций.

Пример работы электронного прибора — тепловизора, принцип действия которого основан на использовании инфракрасного излучения. И это лишь отдельно взятый пример из множества других

Пульты дистанционного управления оснащаются системой ИК-связи ближнего действия, где сигнал передаётся через ИК-светодиоды. Пример: привычная бытовая техника – телевизоры, кондиционеры, проигрыватели. Инфракрасным светом передаются данные по волоконно-оптическим кабельным системам.

Кроме того, излучение ИК-диапазона активно используется исследовательской астрономией для изучения космоса. Именно благодаря ИК-радиации удаётся обнаруживать космические объекты, невидимые глазу человека.

Малоизвестные факты, связанные с ИК-светом

Глаза человека действительно не могут видеть инфракрасные лучи. Но «видеть» их способна кожа тела человека, реагирующая на фотоны, а не только на тепловое излучение.

Поверхность кожи фактически выступает «глазным яблоком». Если солнечным днём выйти на улицу, закрыть глаза и протянуть к небу ладони, без особого труда можно обнаружить месторасположение солнца.

Зимой в комнате, где температура воздуха составляет 21-22ºС, люди испытывают комфорт, будучи тепло одетыми (свитер, брюки). Летом в той же комнате, при той же температуре, люди также ощущают комфорт, но в более лёгкой одежде (шорты, футболка).

Объяснить сей феномен просто: несмотря на одинаковую температуру воздуха, стены и потолок помещения летом излучают в большем количестве волны дальнего ИК-диапазона, несомые солнечным светом (FIR – Far Infrared). Поэтому телом человека при одинаковых температурах, летом воспринимается больше тепла.

ИК-тепло воспроизводится любым живым организмом и неживым предметом. На экране тепловизора этот момент отмечается более чем отчётливо

Пары людей, спящие в одной кровати, непроизвольно являются передатчиками и приемниками FIR-волн по отношению друг к другу. Если человек находится в кровати один, он действует как передатчик FIR-волн, но уже не получает такие же волны в ответ.

Когда люди беседуют друг с другом, они непроизвольно отправляют и получают вибрации FIR-волн один от другого. Дружеские (любовные) объятия также активируют передачу FIR-излучения между людьми.

Как воспринимает ИК-свет природа?

Люди не в состоянии видеть световые лучи ИК-диапазона, но змеи семейства гадюковых или виперовых (например, гремучие) имеют сенсорные «впадины», которые используются для получения изображения в инфракрасном свете.

Это свойство позволяет змеям в полной темноте обнаруживать теплокровных животных. Змеи с двумя сенсорными «впадинами», как предполагается наукой, имеют некоторое восприятие глубины инфракрасного диапазона.

Свойства ИК змеи: 1, 2 — чувствительные зоны сенсорной впадины; 3 — мембранная впадина; 4 — внутренняя полость; 5 — MG волокно; 6 — наружная полость

Рыба успешно использует свет ближней области спектра (NIR – Near Infrared) для захвата добычи и для ориентации в акватории водоёмов. Это чувство NIR помогает рыбе безошибочно ориентироваться в условиях слабого освещения, в темноте либо в мутной воде.

Инфракрасное излучение играет важную роль для формирования погоды и климата Земли, также как солнечный свет. Общая масса солнечного света, поглощаемого Землей, в равном количестве ИК-излучения должна перемещаться от Земли обратно в космос. Иначе неизбежно глобальное потепление или глобальное похолодание.

Очевидна причина, по которой воздух быстро охлаждается сухой ночью. Низкий уровень влажности и отсутствие облаков на небе открывают свободный путь ИК-радиации. Инфракрасные лучи быстрее выходят в космическое пространство и, соответственно, быстрее уносят тепло.

Значительная часть энергии солнца, приходящая к Земле – это именно инфракрасный свет. Любой природный организм или предмет обладает температурой, а это значит — выделяет ИК-энергию. Даже предметы, априори являющиеся холодными (например, кубики льда), излучают ИК-свет.

Технический потенциал инфракрасной зоны

Технический потенциал ИК-лучей безграничен. Примеров масса. Инфракрасное отслеживание (самонаведение) применяется в системах пассивного управления ракетами. Электромагнитное излучение от цели, получаемое в инфракрасной части спектра, используется в этом случае.

Систем отслеживания цели: 1, 4 — камера сгорания; 2, 6 — относительно длинный выхлоп пламени;  5 — холодный поток, обходящий горячую камеру; 3, 7 — назначенная важная ИК сигнатура

Спутники погоды, оборудованные сканирующими радиометрами, производят тепловые изображения, которые затем позволяют аналитической методикой определять высоты и типы облаков, рассчитывать температуру суши и поверхностных вод, определять особенности поверхности океана.

Инфракрасное излучение является наиболее распространенным способом дистанционного управления различными приборами. На базе технологии FIR разрабатываются и выпускаются множество продуктов. Особо здесь отличились японцы. Вот лишь несколько примеров, популярных в Японии и по всему миру:

• специальные накладки и обогреватели FIR;
• пластины FIR для сохранения рыбы и овощей свежими долгое время;
• керамическая бумага и керамика FIR;
• тканевые FIR перчатки, куртки, автомобильные сиденья;
• парикмахерский FIR-фен, снижающий повреждение волос;

Инфракрасная рефлектография (арт-консервация) применяется для изучения картин, помогает выявить лежащие в основе слои, не разрушая структуры. Этот приём, помогает обнаружить детали, скрытые под рисунком художника.

Таким способом определяется, является ли текущая картина оригинальным художественным произведением или всего лишь профессионально сделанной копией. Определяются также изменения, связанные с реставрационной работой над произведениями искусства.

ИК-лучи: влияние на здоровье людей

Благоприятное воздействие солнечного света на здоровье человека подтверждено научно. Однако чрезмерное пребывание под солнечным излучением потенциально опасно. Солнечный свет содержит ультрафиолетовые лучи, действие которых сжигает кожу тела человека.

Инфракрасные сауны массового пользования широко распространены в Японии и Китае. И тенденция на развитие этого способа оздоровления только усиливается

Между тем инфракрасное излучение дальнего диапазона волн обеспечивает все преимущества для здоровья, получаемые от естественного солнечного света. При этом полностью исключается опасное воздействие солнечной радиации.

Применением технологии воспроизводства ИК-лучей, достигается полный контроль температуры (инфракрасные сауны), неограниченный солнечный свет. Но это далеко не все известные факты преимуществ инфракрасного излучения:

• Инфракрасные лучи дальнего диапазона укрепляют сердечно-сосудистую систему, стабилизируют сердечный ритм, увеличивают сердечный выброс, уменьшая при этом диастолическое артериальное давление.
• Стимуляция сердечно-сосудистой функции инфракрасным светом дальнего диапазона — идеальный способ поддержания в норме сердечно-сосудистой системы. Есть опыт американских астронавтов во время длительного космического полета.
• ИК-лучи дальнего инфракрасного диапазона с температурой выше 40°C ослабляют и в конечном итоге убивает раковые клетки. Этот факт подтвержден Американской онкологической ассоциацией и Национальным институтом рака.
• Инфракрасные сауны часто используются в Японии и Корее (терапия гипертермии или Waon-терапия) для лечения от сердечно-сосудистых заболеваний, особенно в части хронической сердечной недостаточности и периферических артериальных заболеваний.
• Результаты исследований, опубликованные в журнале «Нейропсихиатрическая болезнь и лечение», показывают инфракрасные лучи как «медицинский прорыв» в лечении черепно-мозговых травм.
• Инфракрасная сауна считается в семь раз более эффективной при выводе из организма тяжелых металлов, холестерина, спирта, никотина, аммиака, серной кислоты и других токсинов.
• Наконец, FIR-терапия в Японии и Китае вышла на первое место среди эффективных способов лечения астмы, бронхита, простуды, гриппа, синусита. Отмечено, что FIR-терапия убирает воспаления, отеки, слизистые закупорки.

Инфракрасный свет и продолжительность жизни 200 лет

zetsila.ru

Инфракрасное излучение. Польза и вред для человека

Существуют природные явления, которые незаметны человеческому глазу, хотя мы чувствуем силу их действия. Они способны оказывать не меньшее влияние, чем видимые процессы. Мы не видим инфракрасные лучи, но можем чувствовать их тепло. Действие инфракрасного излучения благотворно для живых организмов на Земле и играет важную роль в развитии жизни. Все живое находится под влиянием инфракрасного света.

Особенность инфракрасного излучения в том, что без него в человеческом организме появляются разные болезни, ускоряется старение. Но в данном случае граница между пользой и вредом инфракрасного излучения для человека тонкая. Поэтому важно знать, как ее не перешагнуть и что предпринять, если инфракрасные лучи привели к негативным последствиям.

Что такое инфракрасное излучение?

Изучая в 1800 году Солнце, английский ученый У. Гершель измерял температуру различных участков видимого спектра. Им было обнаружено, что за насыщенным красным цветом находится высшая точка тепла. Тогда в науке и появилось понятие инфракрасного излучения (ИК-излучение).

Инфракрасные лучи недоступны невооруженному взору, но ощущаемы кожей как тепло. Они относятся к электромагнитному излучению, которое располагается между красным концом видимого света и микроволновым радиоизлучением. ИК-излучение еще принято называть тепловым.

Оно излучается атомами, которые обладают избыточной энергией, и ионами. Каждое тело с температурой выше нуля – это источник инфракрасного излучения. Солнце – известный природный источник ИК-лучей.

Длина волн в ИК-излучении зависит от температуры нагревания. Самая высокая температура у коротких волн с большой интенсивностью излучения. Диапазон инфракрасных лучей широк. Он делится на разновидности:

• короткие волны – температура выше 800 градусов Цельсия,
• средние волны – до 600 градусов Цельсия,
• длинные волны – до 300 градусов Цельсия.

Влияние инфракрасного излучения на организм человека определяется длиной этих волн, а также временным отрезком воздействия.

Польза инфракрасных лучей для человека

Длинноволновые инфракрасные лучи благоприятны для здоровья человека. Это часто используется в медицине, в частности в физиотерапевтических процедурах, с помощью которых можно улучшить кровообращение, метаболизм и нейрорегуляцию.

Положительное влияние ИК-излучения на человеческий организм сказывается следующим образом:

• улучшается память и функции мозга,
• приводится в норму артериальное давление,
• нормализируется гормональный баланс,
• выводятся соли, токсины и тяжелые металлы,
• останавливается размножение грибков и вредных микроорганизмов,
• восстанавливается водно-солевой баланс,
• происходит обезболивание,
• происходит противовоспалительный процесс,
• подавляются раковые клетки,
• нейтрализуются результаты радиоактивного излучения,
• повышается инсулин у больных диабетом,
• излечивается дистрофия,
• проходит псориаз,
• укрепляется иммунитет.

Отопление, в котором используются ИК-лучи, убивает вредоносные бактерии и помогает укрепить иммунитет. Ионизирование воздуха защищает от аллергических проявлений. Длинные волны инфракрасного тепла действуют успокаивающе при усталости, раздражительности, стрессе, способствуют заживлению ран, приводят к выздоровлению при гриппе.

Вред от инфракрасного излучения

Несмотря на полезные свойства ИК-лучей у них существуют и противопоказания. Особую опасность представляют короткие волны. Их вред может выражаться в покраснении кожи и ожоге, тепловом ударе и дерматите, появлении судорог и нарушении водно-солевого баланса. Коротковолновое излучение особенно опасно для слизистой оболочки глаз. Оно не просто пересушивает ее, но и способно вызвать серьезные глазные недуги.

Коротковолновое действие на организм человека выражается в определенных признаках:

• головокружение,
• тошнота,
• потемнение в глазах,
• учащенное сердцебиение,
• нарушение координации движений,
• потеря сознания.

Такие симптомы возникают, если температура головного мозга повышается хотя бы на один градус Цельсия. При повышении на два градуса Цельсия – появляется менингит и энцефалит.

Противопоказаниями к применению инфракрасных лучей служат:

• заболевания крови,
• кровотечения,
• островоспалительные процессы,
• острые гнойные проявления,
• злокачественные опухоли.

Где встречается инфракрасное излучение?

Инфракрасное излучение применяется в разных областях человеческой деятельности. Сюда относятся: термография, астрономия, медицина, пищевая промышленность и другие.

ИК-излучателями могут являться разные приборы:

• головка самонаведения в прицельном устройстве,
• приборы ночного видения,
• оборудование для физиотерапии,
• системы отопления,
• обогреватели,
• устройства с дистанционным управлением.

Любые нагретые тела – это источники инфракрасного излучения.

Что касается обогревателей, при их покупке стоит обратить внимание на характер излучения прибора, который обычно указывается в техническом паспорте. Если спираль, выделяющая тепло, имеет теплоизолирующую защиту, это значит, что действие ее длинных волн будет положительно сказываться на организме. Если же нагревательный элемент не изолирован, то устройство выделяет короткие волны, вызывающие проблемы со здоровьем.

Важно! Если прибор выделяет коротковолновое излучение, не находитесь возле него долго и держите его на расстоянии от себя.

Помощь пострадавшему от теплового удара

Влияние на человека инфракрасного тепла может привести к тепловому удару. При этом необходимо оказать пострадавшему следующие меры помощи:

• поместить его в прохладное место,
• высвободить от тесной одежды,
• приложить холод на шею, голову, область сердца, позвоночник и паховые промежности,
• обернуть человека в намоченную холодной водой простыню,
• включить вентилятор и направить на пострадавшего воздух,
• часто поить холодным,
• провести искусственное дыхание, если возникла потребность,
• вызвать скорую помощь.

Заключение

Понимая природу ИК-лучей, мы осознаем их незаменимость для жизни и нормального функционирования человеческого организма. Несмотря на пользу инфракрасного излучения для человека, оно может наносить и непоправимый вред, если действуют в коротковолновом диапазоне. Поэтому будьте осторожны, попадая под влияние инфракрасного света. Учитывайте противопоказания, которые к нему имеются. А если тепловой удар случился с кем-то из окружающих, окажите ему необходимую помощь.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

medtox.net

Колебательная спектроскопия (ик и кр). Инфракрасная спектроскопия (ик)

Поглощение ИК-света связано с возбуждением колебаний атомов и групп в молекуле. В двухатомных молекулах атомы колеблются около положения равновесия. Если принять, что возвращающая сила пропорциональна величине смещения, как в случае двух шариков, соединённых упругой пружиной, получаем синусоидальные колебания и ИК-спектр двухатомной молекулы должен состоять из одной острой линии_.. На деле колебания не являются строго гармоничными, и в спектрах появляются также полосы обертонов с удвоенными, утроенными и т.д. частотами, а также с составными частотами., и спектры получаются не линейчатыми, а полосатыми. Многоатомные молекулы совершают много колебаний, при которых изменяются длины связей и углы между связями («валентные» и «деформационные» колебания), поэтому ИК-спектр поглощения ещё сложнее.

Во многих случаях частоты колебаний разных функциональных групп (например, С=О, С-С, С-Н, О-Н, N-H) сравнительно мало изменяются при переходе от одного вещества к другому и поэтому называются характеристическими. Например, карбонильная группа С=О поглощает в области 1820 – 1620 см-1, в насыщенных кетонах около 1720, в ненасыщенных кетонах около 1680 см-1. Характеристические полосы разных групп имеют различную интенсивность, что облегчает интерпретацию спектров. Такие частоты используются для структурно-группового анализа вещества.

Схема ИК спектрометра такая же, как УФ, но источники ИК-излучения – керамический стержень, раскалённый проходящим через него электрическим током или нихромовая проволока. В качестве диспергирующих элементов используют призму из NaCl либо дифракционную решётку, а в качестве детектора — фоторезисторы, термисторы или болометры. Современным вариантом ИК-спектрометра является Фурье-ИК-спектрометр, использующий быстрый компьютерный процесс получения спектров с повышенным разрешением.

ИК-спектрометры применяются для анализа газообразных, жидких и твердых органических и неорганических веществ. Преимущества ИК-спектроскопии:

1. универсальность, то-есть применимость для очень широкого круга объектов

2. большой опыт применения;

3. относительная простота интерпретации спектров;

4. высокая чувствительность;

5. маловозмущающее действие на вещество

6. невысокая стоимость приборов.

Недостатки: средняя избирательность из-за заметной ширины полос, а также невозможность анализировать водные растворы, так как сама вода поглощает ИК в широкой области, маскируя сигналы от растворенных веществ.

Спектры комбинационного рассеяния (кр)

Эти спектры возникают при облучении вещества монохроматическим УФ или видимым светом. Если наблюдать образец через трубу, перпендикулярно направлению падающего и проходящего света, видим рассеянный свет той же частоты , что и падающего света — это обычное, или Рэлеевское рассеяние. Однако можно обнаружить также рассеянный свет с другими частотами ±_i, где  — частота излучения источника, _i — частоты колебаний молекулы.

Причина рассеяния света — падающая волна индуцирует в молекуле осциллирующий электрический диполь, который излучает волну. Рассмотрим причину комбинационного рассеяния. На рисунке два электронных уровня, каждый имеет колебательные подуровни. При поглощении кванта три варианта:

Частоты -_0i называются стоксовыми, _0i — антистоксовыми. Первые возникают за счет переходов молекул на более высокий колебательный уровень, вторые — на более низкий. В спектрах появляются также полосы второго (±2_i) и более высоких порядков. Таким образом, появляется новая возможность обнаружить колебания молекул.

В ИК-спектрах и спектрах КР наблюдаются различные колебательные переходы. В ИК-спектрах наблюдаются колебания, связанные с изменением электрического дипольного момента молекул. В спектрах КР обнаруживаются колебания, связанные с изменением поляризуемости молекул, например, колебания ковалентных связей в молекулах H₂, O₂, Cl₂. Поэтому спектры ИК и КР дополняют друг друга.

В качестве источника излучения в КР-спектрометрах используются лазеры (He-Ne, Ar, Kr). Рассеянное излучение регистрируется под прямым углом к падающему лазерному лучу. Спектры КР представляют в виде кривых зависимости интенсивности рассеянного света от величины сдвига частоты возбуждающего света. Лазерные спектрометры КР позволяют получать спектры твердых, жидких и газообразных образцов.

Колебательные спектры специфичны и используются для идентификации веществ. Имеются атласы ИК-спектров и спектров КР для различных классов органических и неорганических веществ. Поскольку наложение спектров нескольких веществ сильно усложняет расшифровку, необходимо предварительное разделение смесей.

Пределы обнаружения вещества при анализе газов, жидкостей и твердых веществ методами ИК и КР спектроскопии составляет 10^-1-1 % по массе.

studfiles.net

ИК-приёмник. Устройство и принцип его работы.

Устройство и характеристики ИК-приёмника

В бытовой радиоэлектронной аппаратуре получили широкое применение интегральные приёмники инфракрасного излучения. По-другому их ещё называют ИК-модулями.

Их можно обнаружить в любом электронном приборе, управлять которым можно с помощью пульта дистанционного управления.

Вот, например, ИК-приёмник на печатной плате телевизора.

ИК-приёмник на печатной плате телевизора

Несмотря на кажущуюся простоту данного электронного компонента – это специализированная интегральная схема, предназначенная для приёма инфракрасного сигнала от пультов дистанционного управления (ДУ). Как правило, ИК-приёмник имеет не менее 3-х выводов. Один вывод является общим и подключается к минусу «-» питания (GND), другой служит плюсовым «+» выводом (Vs), а третий выходом принимаемого сигнала (Out).

В отличие от обычного инфракрасного фотодиода, ИК-приёмник может принимать и обрабатывать инфракрасный сигнал, представляющий собой ИК-импульсы фиксированной частоты и определённой длительности – пачки импульсов. Это технологическое решение избавляет от случайных срабатываний, которые могут быть вызваны фоновым излучением и помехами со стороны других приборов, излучающих в инфракрасном диапазоне.

Например, сильные помехи для приёмника ИК-сигналов могут создавать люминесцентные осветительные лампы с электронным балластом. Понятно, что использовать ИК-приёмник взамен обычного ИК-фотодиода не получиться, ведь ИК-модуль является специализированной микросхемой, заточенной под определённые нужды.

Для того чтобы понять принцип работы ИК-модуля разберёмся более детально в его устройстве с помощью структурной схемы.

Структурная схема ИК-модуля

Микросхема приёмника ИК-излучения включает:

• PIN-фотодиод

• Регулируемый усилитель

• Полосовой фильтр

• Амплитудный детектор

• Интегрирующий фильтр

• Пороговое устройство

• Выходной транзистор

Структурная схема ИК-модуля

PIN-фотодиод – это разновидность фотодиода, у которого между областями n и p расположена область из собственного полупроводника (i-область). Область собственного полупроводника – это по сути прослойка из чистого полупроводника без внесённых в него примесей. Именно этот слой и придаёт PIN-диоду его особенные свойства. К слову сказать, PIN-диоды (не фотодиоды) активно применяются в СВЧ электронике. Взгляните на свой мобильный телефон, в нём также используется PIN-диод.

Но, вернёмся к PIN-фотодиоду. В обычном состоянии ток через PIN-фотодиод не протекает, так как в схему он включен в обратном направлении (в так называемом обратном смещении). Так как под действием внешнего инфракрасного излучения в i-области возникают электронно-дырочные пары, то в результате через диод начинает протекать ток. Этот ток затем преобразуется в напряжение и поступает на регулируемый усилитель.

Далее сигнал с регулируемого усилителя поступает на полосовой фильтр. Он служит защитой от помех. Полосовой фильтр настроен на определённую частоту. Так в ИК-приёмниках в основном используются полосовые фильтры, настроенные на частоту 30; 33; 36; 36,7; 38; 40; 56 и 455 килогерц. Чтобы излучаемый пультом ДУ сигнал мог быть принят ИК-приёмником, он должен быть модулирован такой же частотой, на которую настроен полосовой фильтр ИК-приёмника. Вот так, например, выглядит модулированный сигнал от излучающего инфракрасного диода (см. рисунок).

А вот так выглядит сигнал на выходе ИК-приёмника.

Стоит отметить, что избирательность полосового фильтра невелика. Поэтому ИК-модуль с фильтром на 30 килогерц вполне может принимать сигнал частотой 36,7 килогерц и более. Правда, при этом расстояние уверенного приёма заметно снижается.

После того, как сигнал прошёл через полосовой фильтр, он поступает на амплитудный детектор и интегрирующий фильтр. Интегрирующий фильтр необходим для подавления коротких одиночных всплесков сигнала, которые могут быть вызваны помехами. Далее сигнал поступает на пороговое устройство, а затем на выходной транзистор.

Для устойчивой работы приёмника коэффициент усиления регулируемого усилителя контролируется системой автоматической регулировки усиления (АРУ). Поскольку полезный сигнал представляет собой пачку импульсов определённой длительности, то из-за инерционности АРУ сигнал успевает пройти через тракт усиления и остальные узлы схемы.

В случае, когда длительность пачки импульсов чрезмерна система АРУ срабатывает, и приёмник перестаёт принимать сигнал. Такая ситуация может возникнуть, когда ИК-приёмник засвечен люминесцентной лампой с электронным балластом, который работает на частотах 30 – 50 килогерц. В таком случае промодулированное инфракрасное излучение паров ртути лампы может пройти защитный полосовой фильтр фотоприёмника и вызвать срабатывание АРУ. Естественно, при этом чувствительность ИК-приёмника падает.

Поэтому не стоит удивляться, когда фотоприёмник телевизора плохо принимает команды от пульта ДУ. Возможно, ему просто мешает засветка люминесцентных ламп.

Автоматическая регулировка порога (АРП) выполняет аналогичную функцию, что и АРУ, управляя порогом срабатывания порогового устройства. АРП выставляет уровень порога срабатывания таким образом, чтобы уменьшить число ложных импульсов на выходе модуля. При отсутствии полезного сигнала число ложных импульсов может достигать 15-ти в минуту.

Форма корпуса ИК-модуля способствует фокусировке принимаемого излучения на чувствительную поверхность фотодиода. Материал же корпуса пропускает излучение с длиной волны от 830 до 1100 нм. Таким образом, в устройстве реализован оптический фильтр. Для защиты элементов приёмника от воздействия внешних электрических полей в модуле установлен электростатический экран. На фотографии показаны ИК-модули марки HS0038A2 и TSOP2236. Для сравнения рядом показаны обычные ИК-фотодиоды КДФ-111В и ФД-265.

ИК-приёмники

ИК-Фотодиоды

Как проверить исправность ИК-приёмника?

Поскольку приёмник ИК-сигналов является специализированной микросхемой, то для того, чтобы достоверно проверить её исправность необходимо подать на микросхему напряжение питания. Например, номинальное напряжение питания для «высоковольтных» ИК-модулей серии TSOP22 составляет 5 вольт. Потребляемый ток составляет единицы миллиампер (0,4 – 1,5 мА). При подключении питания к модулю стоит учитывать цоколёвку.

В состоянии, когда на приёмник не подаётся сигнал, а также в паузах между пачками импульсов напряжение на его выходе (без нагрузки) практически равно напряжению питания. Выходное напряжение между общим выводом (GND) и выводом выхода сигнала можно замерить с помощью цифрового мультиметра. Также можно замерить потребляемый модулем ток. Если ток потребления превышает типовой, то скорее всего модуль неисправен.

О том, как проверить исправность ИК-приёмника с помощью блока питания, мультиметра и пульта ДУ читайте здесь.

Как видим, приёмники ИК-сигналов, используемые в системах дистанционного управления по инфракрасному каналу, имеют достаточно изощрённое устройство. Данные фотоприёмники часто используют в своих самодельных устройствах любители микроконтроллерной техники.

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

 

go-radio.ru

Фиксики: смотреть онлайн мультфильм бесплатно

Мультики Фиксики — это сериал отечественного производства про маленьких человечков, обитающих внутри бытовой техники и сложных электронных гаджетов. В линейке других развлекательных детских передач и мультфильмов Фиксики выгодно выделяются именно обучающей составляющей. Смотреть приключения Фиксиков онлайн можно смело рекомендовать всем детям, активно интересующимся различной техникой — это бесплатно и очень познавательно. В мультике фиксики не просто живут среди микросхем и проводов, но и приглядывают за исправностью приборов, и в случае необходимости исправляют поломки с помощью специальных ранцев — помогаторов. За то время, что Вы смотрите онлайн мультик, фиксики успеют также рассказать о работе кого-либо прибора. Доступным мультяшным языком ребёнку объясняется принцип действия данного приспособления и его устройство.

Изначально в мультике фиксиков было пять — дети Симка и Нолик, их родители Папус и Мася, и мудрый Дедус, выполняющий роль учителя и рассказчика. Мультик быстро завоевал популярность, и в более поздних выпусках мы познакомились с одноклассниками Симки и Нолика — Файером, Шпулей, Вертой и Игреком. Смотреть как фиксики ловко устраняют неполадки призвано и разумное человечество в лице простого мальчика Дим Димыча и его родителей. Именно в их квартире прописались фиксики, и работы всей компании хватает с лихвой. Ведь современные квартиры начинены нанотехнологиями и электроникой до самого потолка. Позже в мультфильм добавили гениального учёного, профессора Чудакова, в чьей лаборатории разместилиась тайная школа фиксиков. Выбрать серию мультика Фиксики для онлайн просмотра можно по ссылке «Все серии».

Выбираем что смотреть

Смотреть мультики с Фиксиками для детей любимое занятие, а в хорошем качестве мультфильмы приятнее вдвойне. На данный момент отснято более 100 серий, поэтому просмотр сериала с фиксиками в режиме онлайн куда удобнее, чем искать нужные эпизоды среди множества папок на жёстком диске. Всё видео находится на официальном канале сериала. Смотреть как фиксики устраняют любые поломки нрявится не только детям, но взрослым, которые и сами зачастую точно не знают, как работает, например, микроволновая печь. Вставки оформлены в виде мини-уроков и сделаны максимально доступно для детей, которые не всегда хотят учиться, зато любят смотреть мультфильмы, где фиксики ненавязчиво обучают детей основам обращения с техникой.

Роль Дим Димыча с его обычными для восьмилетки проблемами и заботами так легко примерить на себя. Забавные малыши, одетые в мерцающую светодиодную одежду и со специальными ранцами за плечами, просто не могут не понравиться. В мультике каждый фиксик обладает способностью в случае опасности превращаться в винтик, ведь им запрещено вступать в контакт с человеком. Фиксики бесплатно чинят и чистят приборы, а в свободное от ремонта время ведут себя как обычные дети. Они ходят в школу, узнают новое, любят играть в игры. А вот смотреть мультики фиксики любят вместе с ДимДимычем.

Мультфильмы про фиксиков — добрые, забавные и познавательные. Они обязательно соберут перед экраном всю семью. Помимо отличной проработанной анимации и забавных и обаятельных персонажей, сериал выполняет роль наглядной энциклопедии для детей, удовлетворяя любопытство и вместе с тем стимулируя жажду познаний. Не удивляйтесь, если после очередной серии застанете своё чадо, самозабвенно ковыряющее отвёрткой старый папин радиоприёмник. Дети получают знания в доступной игровой форме, а родители могут быть спокойны насчёт качества передачи. В копилку плюсов этого замечательного сериала можно добавить также избавление мам и пап от ста тысяч детских «почему?», «зачем?» и «как?. Достаточно просто включить мультик и издали смотреть как фиксики онлайн дадут ответы на кучу детских вопросов прямо по ходу мультфильма.

Узнать все секреты создания мультфильма Фиксики можно из отдельного цикла, посвященного техническим моментам создания анимационного мультсериала. Из серий этого цикла можно узнать как создается сценарий для серий, как были придуманы персонажи-фиксики, как создаются, двигаются и раскрашиваются 3D-модели героев мультфильма. Также Вы узнаете кто озвучивает фиксиков и прочих персонажей мультсериала.

А узнать подробнее о фиксиках и прочих ключевых персонажах мультика можно в этом разделе сайта.

xn--h1aafb7ap.xn--p1ai

Насколько полезны инфракрасные лучи: вред и польза

Длинноволновые инфракрасные лучи

Сегодня многие специалисты предлагают организовывать системы отопления дома при помощи инфракрасного обогрева. Рекламные ролики расписывают положительные аспекты подобных систем, рассказывая, насколько они экономичны, эффективны и совершенно безопасны для людей. Так ли это на самом деле? Чтобы это понять, нужно знать, что такое инфракрасные лучи, какой вред и пользу они несут.

Какое влияние оказывает на живых существ регулярный локальный обогрев? Изучение этого вопроса ведется во многих странах мира. С 1996 года активно работают над подобной темой ученые из Японии, США и Голландии. Они проводят лабораторные эксперименты и озвучивают очень интересные результаты.

Все зависит от длины волны. Самые короткие инфракрасные волны формируют гамма лучи и рентгеновское излучение. Оно опасно для здоровья человека, но мы научились извлекать пользу и из рентгена, и из радиации. Далее по шкале идет ультрафиолетовое излучение, используемое в соляриях. Затем — видимый свет, и только после него стоит инфракрасное излучение. Это длинноволновые лучи, физические свойства которых сегодня активно используются для обогрева.

Что такое инфракрасное излучение?

Инфракрасное излучение — отдельный способ обогрева, при котором отдача и перенос тепла осуществляется от одного тела к другому. Процесс этот всегда идет в одном направлении — тело с более высокой температурой отдает тепло более прохладному объекту.

Длинные инфракрасные волны являются источником электромагнитного излучения. Их размеры находятся в диапазоне от 0,74 до 100 мкм. Человеческое тело тоже излучает электромагнитные волны. Их диапазон составляет от 6 до 20 мкм. Эти цифры наглядно демонстрируют, что человеческий спектр излучения укладывается в границы действия инфракрасного излучения, поэтому оно для человека совершенно безопасно.

Научные исследования показали, что инфракрасные волны, имея разную длину, обладают разными проникающими способностями. Так, например, длинноволновые лучи, идущие от солнца, спокойно проходят сквозь атмосферу, не нагревая ее. Но, проникая сквозь твердые тела, они увеличивают их температуру. Ученые выяснили, что именно дальнее излучение имеет огромное значение для всего живого на земле.

Живые тела сами излучают такой же спектр тепла, поэтому нуждаются в постоянной компенсирующей подпитке. Если ее нет, температура живого тела падает, и оно становится уязвимым для различных инфекций. Иммунитет снижается, и тело на этом фоне быстро стареет. Поэтому ученые утверждают, что дополнительная подпитка в виде инфракрасного излучения скорее полезна, чем вредна.

Многочисленные эксперименты на животных показали, что инфракрасные лучи подавляют рост раковых клеток, уничтожают некоторые вирусы и нейтрализуют разрушительное действие электромагнитных волн. При помощи ИК установок сегодня лечат некоторые формы дистрофии, помогают тем, кто болеет диабетом, поскольку длинноволновые лучи повышают количество вырабатываемого организмом инсулина, а также нивелируют последствия радиоактивного воздействия.

Обратите внимание! Замечено, что инфракрасное излучение, используемое в медицине, не только устраняет симптомы отмеченных заболеваний, но и ликвидирует их причины. А это значит, что в некоторых случаях можно добиться полного выздоровления без хирургических и медикаментозных способов лечения.

В чем польза длинных волн?

Вся продукция, которая сегодня представлена на рынке отопительного оборудования, оказывает два вида позитивного воздействия на все живые организмы:

1. Общеукрепляющее действие.
2. Прямое лечение многих заболеваний.

Общеукрепляющее действие связано с улучшением общего самочувствия человека. Оно осуществляется благодаря усилению природной сопротивляемости организмов и повышению иммунитета. Поэтому различные ИК установки сегодня активно используются не только для обогрева частных домов, квартир, офисов и других административных учреждений. Их активно закупают оздоровительные центры, лечебные заведения и кабинеты физиотерапии.

Прямое лечение основано на результативном терапевтическом воздействии. В различных медицинских центрах США, Германии, Японии, Канады и Китая активно используются установки для реабилитации тяжелых больных. ИК волны способны проникать глубоко внутрь тела человека — буквально на клеточный уровень, запуская там многие жизненноважные процессы.

Заметно ускоряется поток всех жидкостей внутри тела, включая циркуляцию крови, усиливаются обменные процессы, а значит, улучшается синтез и распад веществ с высвобождением внутренней энергии. Все питательные вещества, поступающие в организм извне, лучше усваиваются. В результате улучшается иммунитет и питание мышечной ткани, активнее поступает внутрь клеток кислород. Все это в комплексе решает многие терапевтические проблемы.

Сегодня инфракрасное излучение активно используется для нормализации артериального давления, решения проблемы лишнего веса, восстановления сна, лечения артрита и ревматизма, сердечно-сосудистых заболеваний, устранения воспалений суставов, почечной недостаточности, проблем с пищеварением. Хорошо себя зарекомендовали подобные установки при очистке организма от шлаков и токсинов, устранении общей слабости и истощении организма, а также при лечении кожных заболеваний. Поэтому можно говорить, что польза инфракрасного излучения доказана и очевидна.

Есть ли вред от инфракрасного излучения?

Влияние инфракрасного излучения на человека

Технический прогресс подарил миру много разных открытий. Но в то же время техногенный бум спровоцировал появление множества страхов и суеверий. Фобии каждый раз возникали у людей после крупных аварий. И Чернобыль, и недавнее Цунами в Японии показали, насколько разрушительными могут быть плоды технической мысли.

Информационная доступность, конечно, расширяет кругозор обычных граждан, но она же и заставляет их переживать и отказываться от любых новинок и установок, производящих то или иное излучение. И рентген, и радиация — опасные явления, а это тоже разновидность излучения. Поэтому все хотят увидеть другую сторону медали, узнать, чем могут быть опасны длинноволновые лучи, и какой вред они могут принести человеку.

Сегодня науке неизвестны случаи, когда инфракрасные лучи стали бы причиной каких-либо серьезных ситуаций. Они существенно отличаются от ультрафиолетового излучения, способного провоцировать сильные ожоги кожи. Ученые доказали, что инфракрасное излучение — это всего лишь форма энергии, по своему физическому составу близкая энергии самого человека и всего живого на земле. Оно способно уничтожать вредные микроорганизмы, но принести вред человеку ИК излучение не может. И вот почему.

Основной источник природного инфракрасного излучения — солнце. Каждый из нас в течение жизни испытывает на себе его воздействие. И ничего не происходит. Это подтверждает безопасность солнечных лучей.

Солнце производит весь спектр изучения, но атмосфера земли становится преградой для ультрафиолета, рентгена и радиации. Она же выступает в качестве фильтра и для инфракрасного излучения. Атмосфера пропускает только ИК лучи, диапазон которых составляет 7–14 мкм. Все тела на земле, нагреваясь, испускают такой же спектр, поэтому природа явления одинакова и не противоречит физическим законам, а значит, не причиняет вреда.

При изготовлении отопительных приборов используется подсмотренный у природы принцип. Учитываются все показатели, поэтому инфракрасные полы, настенные и потолочные обогреватели для человека совершенно безопасны. Но только в том случае, если при своей работе они испускают волны определенной длины.

Особенности длины волны

Физические характеристики длинноволнового излучения

Существует три спектра волн — короткие, средние и длинные:

• Длинноволновые лучи создают наименьшую температуру. Они находятся в так называемом темном спектре, поэтому не светятся, а значит, и не обжигают.
• Средневолновые лучи излучают серый свет из волны намного короче, поэтому излучение имеет большую температуру. Приборы, функционирование которых построено на излучении средних волн, необходимо использовать крайне осторожно, внимательно изучая технические параметры установки и ее эксплуатационные особенности.
• Установки, излучающие коротковолновые лучи, спектр которых находится в белом диапазоне, имеют самую высокую температуру — до 800 градусов по Цельсию. Это самое активное инфракрасное излучение, способное очень глубоко проникать в клетки человеческого организма. Оно активно поглощается водой, которая содержится в тканях человека, вызывая сильное перегревание. Поэтому пользоваться приборами с таким спектром излучения необходимо крайне осторожно. Именно они способны нанести максимальный вред.

Интенсивность излучения

Спектр инфракрасных лучей

Еще один аспект, который может нанести вред здоровью человека — это интенсивность излучения. Она измеряется умножением единицы площади на единицу времени. Воздействие обогревателей может быть общим, как в случае с теплым полом, или локальным — настенные и потолочные обогреватели. Если установки излучают длинные волны, они лишь повышают температуру тела. А коротковолновые лучи изменяют температуру внутренних органов человека. В этом и заключается главный вред подобных установок.

Как он проявляется? Если на один градус повышается температура головного мозга, развивается эффект солнечного удара. У человека возникает тошнота и головокружение, пульс учащается, в глазах темнеет. Увеличение температуры головного мозга на 2 градуса приводит к развитию менингита. Попадание коротких волн в глаза приводит к образованию катаракты. Поэтому находиться вблизи обогревателей с таким излучением в течение длительного времени нельзя.

Обобщение по теме

Итак, польза инфракрасных обогревателей очевидна. Но, выбирая установку, важно учитывать длину волны. Науке сегодня не известны негативные проявления длинноволновых лучей. А вот их терапевтическое воздействие очевидно. Коротковолновое излучение способно нанести ощутимый вред при неправильной эксплуатации приборов. И это обстоятельство обязательно нужно принимать во внимание, приобретая инфракрасные обогреватели для дома.

Похожие записи

Комментарии и отзывы к материалу

У вас должен быть включен JavaScript для отображения комментариев.

gidotopleniya.ru