Le rayonnement infrarouge est une forme naturelle de rayonnement. Chaque personne y est exposée quotidiennement. Une grande partie de l'énergie du Soleil arrive sur notre planète sous forme de rayons infrarouges. Cependant, dans le monde moderne, de nombreux appareils utilisent le rayonnement infrarouge. Il peut affecter le corps humain de diverses manières. Cela dépend en grande partie du type et du but de l'utilisation de ces appareils.
Qu'est-ce que c'est
Le rayonnement infrarouge, ou rayons IR, est un type de rayonnement électromagnétique qui occupe la région spectrale allant de la lumière visible rouge (qui se caractérise par une longueur d'onde de 0,74 microns) au rayonnement radio à ondes courtes (avec une longueur d'onde de 1 -2mm). Il s'agit d'une zone assez large du spectre, elle est donc subdivisée en trois zones:
- près de (0,74 - 2,5 µm);
- moyen (2,5 - 50 microns);
- loin (50-2000 microns).
Historique des découvertes
En 1800, un scientifique anglais, W. Herschel, fait l'observation que dans la partie invisible du spectre solaire (en dehors de la lumière rouge), la température du thermomètre augmente. Par la suite, la subordination du rayonnement infrarouge aux lois de l'optique a été prouvée et une conclusion a été tirée sur sa relation avec la lumière visible.
Grâce aux travaux du physicien soviétique A. A. Glagoleva-Arkadyeva, qui a reçu des ondes radio avec λ=80 μm (gamme IR) en 1923, l'existence d'une transition continue du rayonnement visible au rayonnement IR et aux ondes radio a été prouvé expérimentalement. Ainsi, la conclusion a été tirée sur leur nature électromagnétique commune.
Presque tout dans la nature est capable d'émettre des longueurs d'onde correspondant au spectre infrarouge, ce qui signifie qu'il s'agit d'une source de rayonnement infrarouge. Le corps humain ne fait pas exception. Nous savons tous que tout ce qui nous entoure est composé d'atomes et d'ions, même les humains. Et ces particules excitées sont capables d'émettre des spectres de raies IR. Ils peuvent entrer dans un état excité sous l'influence de divers facteurs, par exemple des décharges électriques ou lorsqu'ils sont chauffés. Ainsi, dans le spectre de rayonnement d'une flamme d'une cuisinière à gaz, il existe une bande avec λ=2,7 µm des molécules d'eau et avec λ=4,2 µm du dioxyde de carbone.
Ondes IR dans la vie quotidienne, la science et l'industrie
En utilisant certains appareils à la maison et au travail, nous nous interrogeons rarement sur l'effet du rayonnement infrarouge sur le corps humain. Pendant ce temps, les radiateurs infrarouges sont très populaires aujourd'hui. Leur différence fondamentale avec les radiateurs à huile et les convecteurs est la capacité de chauffer non pas l'air lui-même directement, mais tous les objets de la pièce. C'est-à-dire que les meubles, les sols et les murs sont d'abord chauffés, puis ils dégagent leur chaleur dans l'atmosphère. Dans le même temps, le rayonnement infrarouge affecte également les organismes - les humains et leurs animaux de compagnie.
Les rayons IR sont également largement utilisés dans la transmission de données et le contrôle à distance. De nombreux téléphones portables disposent de ports infrarouges pour échanger des fichiers entre eux. Et toutes les télécommandes pour climatiseurs, centres de musique, téléviseurs, certains jouets pour enfants contrôlés utilisent également des rayons électromagnétiques dans la gamme infrarouge.
L'utilisation des rayons infrarouges dans l'armée et l'astronautique
Les rayons infrarouges les plus importants sont destinés aux industries aérospatiale et militaire. Sur la base de photocathodes sensibles au rayonnement infrarouge (jusqu'à 1,3 microns), des dispositifs de vision nocturne (jumelles diverses, viseurs, etc.) sont créés. Ils permettent, tout en irradiant simultanément des objets avec un rayonnement infrarouge, de viser ou d'observer dans l'obscurité absolue.
Grâce aux récepteurs de rayons infrarouges hautement sensibles créés, la production de missiles à tête chercheuse est devenue possible. Des capteurs dans leur tête réagissent au rayonnement infrarouge de la cible, qui est généralement plus chaud que l'environnement, et guident le missile vers la cible. Basé sur le même principedétection de parties chauffées de navires, d'avions, de réservoirs à l'aide de radiogoniomètres.
Les localisateurs et télémètres IR peuvent détecter divers objets dans l'obscurité totale et mesurer la distance qui les sépare. Des dispositifs spéciaux - des générateurs quantiques optiques qui émettent dans la région infrarouge, sont utilisés pour les communications spatiales et terrestres à longue portée.
Le rayonnement infrarouge en science
L'une des plus courantes est l'étude des spectres d'émission et d'absorption dans la région IR. Il est utilisé dans l'étude des caractéristiques des couches d'électrons des atomes, pour déterminer les structures de diverses molécules et, en outre, dans l'analyse qualitative et quantitative de mélanges de diverses substances.
En raison des différences dans les coefficients de diffusion, de transmission et de réflexion des corps dans les rayons visibles et infrarouges, les photographies prises dans des conditions différentes sont quelque peu différentes. Les images infrarouges montrent souvent plus de détails. De telles images sont largement utilisées en astronomie.
Étudier l'effet des rayons infrarouges sur le corps
Les premières données scientifiques sur l'effet du rayonnement infrarouge sur le corps humain remontent aux années 1960. L'auteur de la recherche est le médecin japonais Tadashi Ishikawa. Au cours de ses expériences, il a pu établir que les rayons infrarouges ont tendance à pénétrer profondément dans le corps humain. En même temps, des processus de thermorégulation se produisent, similaires à la réaction d'être dans un sauna. Cependant, la transpiration commence à une température ambiante plus basse (elleest d'environ 50 ° C), et le chauffage des organes internes se produit beaucoup plus profondément.
Pendant cet échauffement, la circulation sanguine est augmentée, les vaisseaux du système respiratoire, les tissus sous-cutanés et la peau se dilatent. Cependant, une exposition prolongée au rayonnement infrarouge sur une personne peut provoquer un coup de chaleur, et un fort rayonnement infrarouge entraîne des brûlures à des degrés divers.
Protection IR
Il existe une petite liste d'activités visant à réduire le risque d'exposition au rayonnement infrarouge sur le corps humain:
- Réduire l'intensité des radiations. Il est réalisé grâce à la sélection d'équipements technologiques appropriés, au remplacement rapide des équipements obsolètes, ainsi qu'à leur agencement rationnel.
- Retrait des travailleurs de la source de rayonnement. Si la chaîne de production le permet, le contrôle à distance de la chaîne de production doit être préféré.
- Installation d'écrans de protection sur la source ou le lieu de travail. De telles clôtures peuvent être agencées de deux manières pour réduire l'effet du rayonnement infrarouge sur le corps humain. Dans le premier cas, ils doivent réfléchir les ondes électromagnétiques, et dans le second cas, ils doivent les retarder et convertir l'énergie du rayonnement en énergie thermique, suivie de son élimination. Étant donné que les écrans de protection ne doivent pas priver les spécialistes de la possibilité de surveiller les processus en cours dans la production, ils peuvent être rendus transparents ou translucides. Pour cela, silicate ouverre de quartz, ainsi que des treillis métalliques et des chaînes.
- Isolation thermique ou refroidissement des surfaces chaudes. L'objectif principal de l'isolation thermique est de réduire le risque de brûlures pour les travailleurs.
- Équipements de protection individuelle (combinaisons diverses, lunettes avec filtres de lumière intégrés, visières).
- Mesures préventives. Si, au cours des actions ci-dessus, le niveau d'exposition au rayonnement infrarouge sur le corps reste suffisamment élevé, un mode de travail et de repos approprié doit être sélectionné.
Bénéfices pour le corps humain
Le rayonnement infrarouge affectant le corps humain entraîne une amélioration de la circulation sanguine due à la vasodilatation, une meilleure saturation des organes et des tissus en oxygène. De plus, une augmentation de la température corporelle a un effet analgésique dû à l'effet des rayons sur les terminaisons nerveuses de la peau.
Il a été remarqué que la chirurgie pratiquée sous l'influence du rayonnement infrarouge présente un certain nombre d'avantages:
- la douleur après la chirurgie est un peu plus facile à supporter;
- régénération cellulaire plus rapide;
- L'effet du rayonnement infrarouge sur une personne évite le refroidissement des organes internes en cas de chirurgie sur des cavités ouvertes, ce qui réduit le risque de choc.
Chez les patients brûlés, le rayonnement infrarouge crée la possibilité d'éliminer la nécrose, ainsi que d'effectuer une autoplastie à un stade plus précoce. De plus, la durée de la fièvre est réduite, l'anémie et l'hypoprotéinémie sont moins prononcées et la fréquence des complications est réduite.
Il a été prouvé que le rayonnement infrarouge peut affaiblir l'effet de certains pesticides en augmentant l'immunité non spécifique. Beaucoup d'entre nous connaissent le traitement de la rhinite et de certaines autres manifestations du rhume avec des lampes infrarouges bleues.
Mort aux humains
Il convient de noter que les dommages causés par le rayonnement infrarouge pour le corps humain peuvent également être très importants. Les cas les plus évidents et les plus courants sont les brûlures cutanées et les dermatites. Elles peuvent survenir soit lors d'une exposition trop longue à des ondes faibles du spectre infrarouge, soit lors d'une irradiation intense. En ce qui concerne les procédures médicales, c'est rare, mais les coups de chaleur, l'asthénie et l'exacerbation de la douleur surviennent quand même avec un traitement inapproprié.
L'un des problèmes modernes est la brûlure des yeux. Les plus dangereux pour eux sont les rayons IR avec des longueurs d'onde comprises entre 0,76 et 1,5 microns. Sous leur influence, le cristallin et l'humeur aqueuse sont chauffés, ce qui peut entraîner divers troubles. L'un des effets secondaires les plus courants est la photophobie. Cela devrait être rappelé par les enfants qui jouent avec des pointeurs laser et les soudeurs qui négligent l'équipement de protection individuelle.
Rayons IR en médecine
Le traitement par rayonnement infrarouge est local et général. Dans le premier cas, une action locale s'exerce sur une certaine partie du corps, et dans le second, tout le corps est exposé à l'action des rayons. La durée du traitement dépend de la maladie et peut aller de 5 à 20 séances de 15 à 30 minutes. Lors de l'exécution des procédures, un prérequis estl'utilisation d'équipements de protection. Pour maintenir la santé des yeux, des tampons ou des lunettes en carton spéciaux sont utilisés.
Après la première intervention, des rougeurs aux bords indistincts apparaissent à la surface de la peau, passant après environ une heure.
L'action des émetteurs IR
Avec la disponibilité de nombreux dispositifs médicaux, les gens les achètent pour un usage personnel. Cependant, il ne faut pas oublier que ces appareils doivent répondre à des exigences particulières et être utilisés conformément aux règles de sécurité. Mais surtout, il est important de comprendre que, comme tout dispositif médical, les émetteurs d'ondes infrarouges ne peuvent pas être utilisés pour un certain nombre de maladies.
| Longueur d'onde, µm | Action utile |
| 9.5 µm | Action immunocorrectrice dans les états d'immunodéficience causés par la famine, l'empoisonnement au tétrachlorure de carbone, l'utilisation d'immunosuppresseurs. Elle conduit à la restauration d'indicateurs normaux du lien cellulaire de l'immunité. |
| 16,25 microns | Action antioxydante. Elle est réalisée en raison de la formation de radicaux libres à partir de superoxydes et d'hydroperoxydes et de leur recombinaison. |
| 8, 2 et 6,4 µm | Action antibactérienne et normalisation de la microflore intestinale en raison de l'influence sur la synthèse des hormones prostaglandines, entraînant un effet immunomodulateur. |
| 22,5 µm | Résulte dans la traduction de nombreuxcomposés insolubles, tels que les caillots sanguins et les plaques d'athérosclérose, dans un état soluble, leur permettant d'être éliminés du corps. |
Par conséquent, un spécialiste qualifié, un médecin expérimenté doit choisir un traitement. Selon la longueur des ondes infrarouges émises, les appareils peuvent être utilisés à des fins différentes.
