Инфракрасное излучение противопоказания на организм человека

Инфракрасное излучение: влияние на организм человека

Инфракрасное излучение – один из видов излучений, которые появились в природе, обусловленные в основном техногенным направлением развития нашей жизни. К сожалению, решающими факторами в образовании репутации различных излучений сыграло их влияние на здоровье. Науке не известны какие-либо негативные последствия влияния инфракрасного излучения на организм человека. Инфракрасное излучение или тепловое излучение – это вид распространения тепла, которое мы чувствуем от горячей печки, солнца или от батареи центрального отопления. Оно не имеет ничего общего ни с ультрафиолетовым излучением, ни с рентгеновским. Сейчас инфракрасное излучение нашло очень широкое распространение в медицине (хирургия, стоматология, физиопроцедуры), что говорит не только о его безвредности, но и о полезном действии на организм. Инфракрасное излучение – это вид энергии, который нагревает предметы непосредственно без нагревания воздуха между источником излучения и объектом.

Технология образования инфракрасных лучей кажется достаточно сложной, но основы воздействия её на организм достаточно просты. Инфракрасные лучи глубоко проникают в организм, мышцы и ткани. Вследствие этого достигаются три основных эффекта – это повышение температуры тела, ускорение сердцебиения и выведение вредных веществ из организма.

Первый эффект – повышение внутренней температуры тела. В течение 15-30 минутного внешнего воздействия температура кожи возрастает до 40°C и внутренняя температура тела возрастает до порядка 38°C. Это повышение температуры создает состояние искусственного жара, которое стимулирует иммунную систему, вследствие чего вырабатываются лейкоциты, антитела и интерферон (антивирусный белок). 

Второй эффект состоит в том, что сердечно-сосудистая система начинает работать более активно – кровь быстрее распространяется по организму, доставляя необходимые питательные вещества и кислород в органы, выводя токсины и отходы.

Третий эффект от инфракрасного излучения состоит в процессе детоксикации организма. Помимо эффектов потения и ускорения кровообращения, которые описаны выше, с помощью которых выводятся токсины, считается, что инфракрасное излучение способно нейтрализовывать токсины в жировых клетках и тканях. Инфракрасная технология – это одна из лучших форм выведения токсинов из нашего организма, которая при постоянном использовании очищает жировые клетки и заставляет организм работать на оптимальном уровне.

Очень часто ИК-излучатели применяются не только на производстве, но и в быту, они экономичны и безвредны. Инфракрасное излучение бывает коротковолновым (λ = от 0,74 до 2,5 мкм – температура нагревательного элемента более 800°С), средневолновым (средневолновые: λ = от 2,5 до 50 мкм (температура элемента до 600°С) и длинноволновым (длинноволновые: λ = от 50 до 2000 мкм (температура элемента менее 300°С). Коротковолновое и средневолновое излучение характеризуется высокой интенсивностью теплового потока, большой агрессивностью. Коротковолновое инфракрасное излучение, в отличие от длинноволнового инфракрасного излучения, может вызвать покраснение кожи в месте облучения. Причина этого в том, что капиллярные сосуды расширяются, кровообращение усиливается, вскоре на месте облучения может появиться ожог. Так же, при попадании коротковолновых инфракрасных лучей на органы зрения, может возникнуть катаракта. Важные моменты, которых необходимо придерживаться при использовании коротковолновых излучателей – это расстояние от обогревателя до человека и время нахождение человека под обогревателем. Для применения в жилых и общественных зданиях предпочтительнее применение длинноволновых генераторов тепла с длиной волны λ = от 50 до 2000 мкм. 

Длинные волны наиболее глубоко проникают в организм, вызывая его максимальный прогрев. Именно на этом свойстве основан эффект теплового лечения, широко используемого в физиотерапевтических кабинетах. Важная характеристика инфракрасного излучения – длина волны (частота) излучения. По мнению сотрудников НИИ медицины труда при Академии наук России, инфракрасное излучение положительно действует на организм, если длина его волны не превышает длины волны, выделяемой самим человеком. Поэтому можно получить явление, называемое «резонансным поглощением», при котором внешняя энергия будет активно поглощаться телом: интенсивность излучения человеческого тела в инфракрасном спектре находится в диапазоне от 70 до 200 мкм, максимальное излучение в диапазоне от 90 до 115 мкм. 

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.

Свойства

Спектр ИК излучения в зависимости от агрегатного состояния нагретого вещества может обладать непрерывным или дискретным (линейчатым спектром). Это означает, что жидкости или твердые материалы, которые нагреты до определенных температур способны выпускать сразу несколько волн с разными длинами в определенном диапазоне ИК спектра, в то время, как газообразные субстанции чаще всего излучают свечение определенной длины волны. Это и дает линейчатый спектр.

ИК волны излучаются не каждым нагретым предметом, для примера можно рассмотреть пламя от газовой горелки и лампы люминесцентной. В первом случае основная доля тепла приходится на синий цвет пламени, а во втором – практически не излучается ИК свет, поскольку свечение происходит за счёт фотолюминесценции (холодного дневного света) лампы.

Необходимо понимать, что все предметы могут поглощать, отражать или пропускать ИК волны, что зависит от их индивидуальных физических свойств. Даже при внесении определенного материала в поток инфракрасных лучей необязательно будет наблюдаться нагревание или охлаждение. Даже тонкие пленки воды всего в несколько сантиметров волну с длиной от 1 мкм не пропускают, хотя видимый свет прекрасно проникает сквозь толщу воды и отражается от дна или непрозрачных предметов.

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.

Противопоказания к применению инфракрасного излучения

Польза инфракрасного излучения ценна для человека при отсутствии патологий или отдельных симптомов, при которых недопустимо воздействие инфракрасных лучей:

• системные заболевания крови, склонность к частым кровотечениям;
• острые и хронические воспалительные заболевания;
• наличие гнойной инфекции в организме;
• злокачественные новообразования;
• сердечная недостаточность в стадии декомпенсации;
• беременность;
• эпилепсия и другие тяжелые неврологические расстройства;
• детский возраст до трех лет.

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.

Польза и вред

Инфракрасные лучи по-разному воздействуют на живые организмы. Например, длинные волны оказывают оздоровительное действие на состояние здоровья человека, поэтому их часто используют в лечебных целях. Именно на таком принципе основана работа оборудования для проведения физиотерапевтических процедур.

Инфракрасные приборы могут принести как пользу, так и вред

Длинноволновые ИК лучи оказывают следующее положительное воздействие на человека:

• улучшают мозговое кровообращение и память;
• укрепляют иммунную систему;
• нормализуют водно-солевой баланс;
• улучшают гормональный фон;
• нормализуют артериальное давление;
• очищают организм от токсинов исолей тяжёлых металлов;
• препятствуют размножению бактерий, грибков и болезнетворных микробов.

Также лучи помогают при воспалительных процессах в организме, повышают содержание инсулина у больных сахарных диабетом и даже снижают уровень радиоактивного излучения.

Таким образом, длинноволновое ИК излучение не только полезно для человека, но и необходимо ему. При недостатке таких лучей страдает иммунитет и запускается процесс ускоренного старения.

В этом видео вы узнаете, что такое инфракрасное тепло:

Обогреватели на основе инфракрасных лучей устраняют различные вредные и опасные бактерии, а специальные ИК лампы помогают при:

• радикулите;
• нарушении работы яичников;
• бронхиальной астме;
• остеохондрозе;
• нарушении слизистой оболочки.

Также с помощью такого облучателя можно вылечить пневмонию, простатит в стадии обострения, ринит, тонзиллит и отит без гнойных образований.

Несмотря на большое количество полезных и лечебных свойств, у этого прибора имеются противопоказания. Вредно инфракрасное излучения для человека, если у него наблюдаются острые воспалительные заболевания.

Нельзя использовать такие лучи и при злокачественных образованиях, острых гнойных заболеваниях и кровотечении.

Инфракрасные лучи могут вызвать побочные действия
Большой вред инфракрасного излучения на организм человека оказывают также короткие волны. Под их воздействием могут появиться следующие симптомы:

• тошнота;
• сильное головокружение;
• потемнение в глазах;
• обморок;
• нарушение координации движений;
• учащённое сердцебиение.

Обычно под воздействием таких лучей начинает краснеть кожа, могут появиться ожоги, судороги. Длительное пребывание рядом с короткими волнами приводит к нарушению водно-солевого баланса или тепловому удару. Такое излучение представляет большую опасность и для слизистой оболочки глаз, так как оно может привести к развитию светобоязни, катаракте и другим проблемам со зрением.

Подробнее об инфракрасном обогревателе:

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.

Польза и влияние на организм человека

Для человеческого организма излучение ИК спектра представляет множество полезных качеств, а именно:

• способствует расслаблению мышц;
• снижает артериальное давление;
• лечит инфекции бактериального происхождения;
• оказывает общеукрепляющее воздействие;
• в результате точечного влияния тепловых колебаний на определенные органы и области организма снижается развитие заболеваний и достигается положительная динамика в общей терапии.

Помимо перечисленных областей применения ИК излучение широко вошло в технических разработках даже бытового применения. Ярким примером можно считать ИК-датчики в системах сигнализации, пульты дистанционного управления для систем освещения и управления разными бытовыми приборами, устройства ночного видения и т.п.

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.

Как предотвратить вредное влияние ИК-лучей?

Как говорилось ранее, отрицательное воздействие на человеческий организм оказывает короткое тепловое излучение. Рассмотрим примеры, в которых ИК-излучение опасно.

На сегодняшний день вредить здоровью могут инфракрасные нагреватели, излучающие температуру выше 100ºС. Среди них выделяют следующие:

• Промышленное оборудование, излучающее лучистую энергию. Чтобы предотвратить негативное воздействие, следует использовать спецодежду и теплозащитные элементы, а также проводить профилактические мероприятия среди работающего персонала.
• Инфракрасный прибор. Самым известным обогревателем является печь. Однако она уже давно вышла из обихода. Все чаще в квартирах, загородных домах и дачах стали использовать электрические инфракрасные нагреватели. В его конструкции предусмотрен нагревательный элемент (в виде спирали), который защищен специальным теплоизолирующим материалом. Такое воздействие лучей не вредит человеческому организму. Воздух в обогреваемой зоне не сушится. Нагреть помещение можно за 30 минут. Сначала инфракрасное излучение нагревает предметы, а уже они и всю квартиру.

Инфракрасное излучение широко применяется в различных сферах, начиная с промышленной и заканчивая медициной.

Однако обращаться с ними следует аккуратно, так как лучи могут оказать негативное воздействие на человека. Все зависит от длины волны и расстояния до нагревательного прибора.

Итак, мы выяснили, какие существуют источники инфракрасного излучения.

Источники излучения

Солнце – главный естественный генератор ИК. Примерно 50 % его излучения в инфракрасном спектре. Благодаря им зародилась жизнь. Солнечная энергия направляется к предметам с более низкой температурой и нагревает их.

Земля поглощает её, и бо́льшую часть возвращает в атмосферу. У всех объектов разные излучающие свойства, которые могут иметь зависимость от нескольких тел.

К искусственным производным относится множество предметов, оснащенных светодиодами. Это лампа накаливания, вольфрамовая нить, обогреватели, некоторые лазеры. Практически все что нас окружает является одновременно источником и поглотителем ИК. Любое нагретое тело излучает невидимый свет.

Инфракрасное зрение

Сюда перенаправляется запрос «Инфракрасное зрение». На эту тему нужна отдельная статья.

Органы восприятия человека и других высших приматов не приспособлены под инфракрасное излучение (проще говоря, человеческий глаз его не видит), однако, некоторые биологические виды способны воспринимать органами зрения инфракрасное излучение. Так, например, зрение некоторых змей позволяет им видеть в инфракрасном диапазоне и охотиться на теплокровную добычу ночью (когда её силуэт обладает наиболее выраженным контрастом на фоне остывшей местности). Более того, у обыкновенных удавов эта способность имеется одновременно с нормальным зрением, в результате чего они способны видеть окружающее одновременно в двух диапазонах: нормальном видимом (как и большинство животных) и инфракрасном. Среди рыб способностью видеть под водой в инфракрасном диапазоне отличаются такие рыбы как пиранья, охотящаяся на зашедших в воду теплокровных животных, и золотая рыбка. Среди насекомых инфракрасным зрением обладают комары, что позволяет им с большой точностью ориентироваться на наиболее насыщенные кровеносными сосудами участки тела добычи[8].

Земное применение

Прибор ночного видения

В основе прибора лежит электронно-оптический преобразователь (ЭОП), позволяющий значительно (от 100 до 50 тысяч раз) усиливать слабый видимый или инфракрасный свет.

Объектив создает изображение на фотокатоде, из которого, как и в случае ФЭУ, выбиваются электроны. Далее они разгоняются высоким напряжением (10–20 кВ

), фокусируются электронной оптикой (электромагнитным полем специально подобранной конфигурации) и падают на флуоресцентный экран, подобный телевизионному. На нем изображение рассматривают в окуляры.

Разгон фотоэлектронов дает возможность в условиях низкой освещенности использовать для получения изображения буквально каждый квант света, однако в полной темноте требуется подсветка. Чтобы не выдать присутствие наблюдателя, для этого пользуются прожектором ближнего ИК-диапазона (760–3000 нм

).

Существуют также приборы, которые улавливают собственное тепловое излучение предметов в среднем ИК-диапазоне (8–14 мкм

). Такие приборы называются тепловизорами, они позволяют заметить человека, животное или нагретый двигатель за счет их теплового контраста с окружающим фоном.

Радиатор

Вся энергия, потребляемая электрическим обогревателем, в конечном счете, переходит в тепло. Значительная часть тепла уносится воздухом, который соприкасается с горячей поверхностью, расширяется и поднимается вверх, так что обогревается в основном потолок.

Во избежание этого обогреватели снабжают вентиляторами, которые направляют теплый воздух, например, на ноги человека и способствуют перемешиванию воздуха в помещении. Но есть и другой способ передачи тепла окружающим предметам: инфракрасное излучение обогревателя. Оно тем сильнее, чем горячее поверхность и больше ее площадь.

Для увеличения площади радиаторы делают плоскими. Однако при этом температура поверхности не может быть высокой. В других моделях обогревателей используется спираль, разогреваемая до нескольких сотен градусов (красное каление), и вогнутый металлический рефлектор, который создает направленный поток инфракрасного излучения.

Далее: Радиоизлучение и микроволны

Свойства ИК лучей

ИК лучи имеют такую же природу, как и видимый свет, но находятся в другом диапазоне. В связи с этим они подчиняются законам оптики и наделены коэффициентами излучения, отражения, пропускной способности.

Отличительные характеристики:

• специфической чертой является отсутствие необходимости промежуточного звена при передаче тепла;
• возможность проходить через некоторые непрозрачные тела;
• нагревает вещество, поглощаясь им;
• невидим;
• оказывает химическое действие на фотопластинки;
• вызывает внутренний фотоэффект у германия;
• способен к волновойоптике (интерференции и дифракции);
• фиксируется фотографическим методам.

Тепловое излучение

Основная статья: Тепловое излучение

Теплово́е излуче́ние или лучеиспускание — передача энергии от одних тел к другим в виде электромагнитных волн, излучаемых телами за счёт их внутренней энергии. Тепловое излучение в основном приходится на инфракрасный участок спектра от 0,74 мкм до 1000 мкм. Отличительной особенностью лучистого теплообмена является то, что он может осуществляться между телами, находящимися не только в какой-либо среде, но и вакууме. Примером теплового излучения является свет от лампы накаливания. Мощность теплового излучения объекта, удовлетворяющего критериям абсолютно чёрного тела, описывается законом Стефана — Больцмана. Отношение излучательной и поглощательной способностей тел описывается законом излучения Кирхгофа. Тепловое излучение является одним из трёх элементарных видов переноса тепловой энергии (помимо теплопроводности и конвекции). Равновесное излучение — тепловое излучение, находящееся в термодинамическом равновесии с веществом.