PROMIENIOWANIE PODCZERWONE
Promieniowanie podczerwone ( cieplne ) dzieli się na trzy zakresy:
bliską podczerwień (IR-A) : 780-1500 nm
średnią podczerwień (IR-B) : 1500-5600 nm
daleką podczerwień (IR-C) : 5600-10000 nm
Naturalne źródła promieniowania podczerwonego: słońce, księżyc, gwiazdy, mgławice ( p. kosmiczne) chmury, gazy, para wodna, pyły atmosferyczne, skały, wody, drzewa, zwierzęta, człowiek.
Sztuczne źródła promieniowania podczerwonego : urządzenia do ogrzewania, procesy technologiczne stosowane w przemyśle, hutnictwie, wysokoprężne lampy rtęciowe, lampy lukowe, żarowe, silniki samolotów odrzutowych itp. wszelkie ciała ogrzane do względnie wysokich temperatur.
Wnikając do tkanek energia promieniowania z zakresu IR niemal całkowicie zamieniana jest na ciepło, powodując ich nagrzanie i odczuwanie ciepła lub gorąca przez organizm
Ze względu na małe kwanty promieniowania IR nie powoduje w organizmach żywych reakcji fotochemicznych.
Zdolność przenikania w głąb tkanek zależy od długości fali.
IR-A przenika głęboko do ciała (nawet na kilkanaście cm)
IR- B na 1-2 cm
IR-C skupia się na powierzchni ciała (wnika na głębokość
0,5mm).
Długość promieniowania podczerwonego zależy od temperatury ciał emitujących to promieniowanie.
Np. przy temperaturze 100ْC przeważają promienie o długości 3000-5000nm (czyli promieniowanie IR-B i C), przy temp. 500 ْC promienie o długości 800-1500 czyli podczerwień A.
Na duże natężenia promieniowania podczerwonego narażeni są: hutnicy, spawacze, palacze w kotłowniach.
Działanie promieniowania podczerwonego na organizm może mieć charakter ogólny lub miejscowy
Działanie ogólne
Podniesienie temperatury ciała
Przyspieszeniem tętna i liczby oddechów
Przejściowe obniżeniem ciśnienia krwi, odwodnienie i zaburzenie równowagi mineralnej
obniżenie wagi ciała.
Ekspozycja na promieniowanie podczerwone w warunkach wysokiej wilgotności i temperatury prowadzi do wyczerpania i udaru cieplnego.
Stała ekspozycja na promieniowanie podczerwone obniża odporność niespecyficzną
Odczyn miejscowy
Występuje w okolicy ciała eksponowanej na promieniowanie podczerwone, objawia się:
rozszerzeniem naczyń krwionośnych,
przekrwieniem,
podniesieniem temperatury ,
zwiększeniem liczby leukocytów.
zmniejszeniem się napięcia mięśni
wzrostem wydzielania potu.
oparzenia
Rumień powstający w wyniku przekrwienia w miarę zwiększania się czasu ekspozycji i natężenia promieniowania podczerwonego staje się bardziej wyraźny i rozległy. Występuje uczucie ciepła, potem pieczenia, aż do bólu.
Wystąpienie pęcherzy na skórze, wskazuje na oparzenie II stopnia, a wysokie natężenia promieniowania podczerwonego mogą dawać zmiany oparzeniowe III stopnia.
Przewlekłe narażenie na promieniowanie podczerwone powoduje zmiany skórne pod postacią wzmożonej pigmentacji, występowania miejsc przebarwionych i odbarwionych, oraz miejsc, w których występuje nieznaczny zanik skóry
Promieniowanie podczerwone jest szkodliwe dla narządu wzroku.
Penetracja gałki ocznej przez IR zachodzi również , gdy oko jest przesłonięte powieką (decyduje przenikalność tkanek miękkich dla IR).
Narażenie na duże i /lub/ długotrwałe natężenie promieniowania podczerwonego wywołuje:
stany zapalne oka (zapalenie spojówek, uszkodzenie nabłonka rogówki)
termiczne uszkodzenie siatkówki
zaćma (najczęściej zapadają osoby zatrudnione przy wytopie i dmuchaniu szkła)
Ochrona przed promieniowaniem podczerwonym:
U osób zatrudnionych w warunkach narażenia na promieniowanie podczerwone jako ochronę stosuje się:
Ubiory wykonane z tkanin metalizowanych - odbijających to promieniowanie
Okulary ochronne nieprzepuszczające lub znacznie osłabiające działanie promieniowania podczerwonego.
Źródła promieniowania podczerwonego izoluje się przez ekranowanie - zasłony odbijające lub pochłaniające promieniowanie.
Aby osłabić skutki działania promieniowania podczerwonego stosuje się również nawiewy powietrzne ( kurtyny powietrzne)
Zastosowania medyczne promieniowania IR:
W zastosowaniach terapeutycznych oprócz efektu termicznego wykorzystuje się stymulujące działanie promieniowania IR związanego z rezonansowym przekazywaniem kwanów energii strukturom biologicznym.
Działanie biostymulacyjne obejmuje aktywacje procesów energetycznych i procesów syntez w komórce, aktywacje procesów odpornościowych.
Promieniowanie IR wykorzystywane jest do leczenia:
chorób skóry ( wysypki , egzemy)
chorób stawów ( artretyzm, reumatyzm)
w celu zmniejszenia bólu i przyspieszenia gojenia się ran ( w tym także pooperacyjnych)
IR stosuje się wszędzie tam, gdzie pożądane są zabiegi ciepłolecznicze ( lampy sollux) np.
nerwobóle,
zapalenie zatok,
zapalenie ucha środkowego itp.
PROMIENIOWANIE WIDZIALNE
Naturalnym źródłem promieniowania widzialnego jest słońce. Promieniowanie widzialne obejmuje fale elektromagnetyczne o długości 380-760 nm.
Światło słoneczne wywiera na człowieka działanie w wielu płaszczyznach:
pozwala dostrzegać szczegóły otaczającego środowiska.
Wpływa również na wiele funkcji biologicznych ustroju :
Stymuluje f-cje psychiczne i sprawność układu nerwowego oraz podwyższa wydolność fizyczną organizmu.
Działa bodźcowo: podwyższa poziom przemiany materii, podwyższa przyswajalność tlenu i witamin, wzmaga ich biosyntezę.
Działa stymulującą na przemiany tłuszczów i węglowodanów.
Promieniowanie widzialne stymuluje funkcje podwzgórza i przysadki mózgowej. Receptor wzroku jest ściśle połączony z szyszynką. Pobudzenie z siatkówki przenosi się na szyszynkę przez jądra przodo i śródmózgowia. Hormony szyszynki (melatonina) wpływają na stan aktywności organizmu, determinując przebieg rytmu okołodobowego.
Właściwości bodźcowe promieniowania słonecznego wykorzystuje się w fizykoterapii, odnowie biologicznej, przy hartowaniu organizmu, kształtowaniu odpowiedniego klimatu świetlnego w pomieszczeniach.
Odpowiednie naturalne oświetlenie i nasłonecznienie powinno być brane pod uwagę przy lokalizacji obiektów rekreacyjno- wypoczynkowych.
Analizator wzroku, kontroluje większość czynności człowieka, w tym pracę wzrokową dlatego jakość oświetlenia istotnie wpływa na komfort pracy.
Oświetlenie powinno być dostosowane do rodzaju wykonywanej pracy.
Podstawowe znaczenie mają tu dwie wielkości fizyczne
NATĘŻENIE OŚWIETLENIA - czyli ilość światła padającego na daną powierzchnię. Jednostką natężenia oświetlenia jest lux
LUMINACJA - wielkość fotometryczna określająca gęstość powierzchniową natężenia światła (ilość światła odbijanego od powierzchni) i decydująca o subiektywnym wrażeniu jasności; incz. jaskrawość, blask, jasność powierzchniowa)
Dokładność widzenia i szybkość spostrzegania od natężenia oświetlenia oglądanego przedmiotu.
Kuchnie, jadalnie, świetlice (pomieszczenia, gdzie wykonuje się czynności o ograniczonych wymaganiach wzrokowych) najmniejsze dopuszczalne natężenie światła - 200 lx
sale lekcyjne (przeciętne wymagania wzrokowe) -300 lx.
Prace b. precyzyjne np. szycie, kreślenie, montaż bardzo drobnych części np. jubilerskich, elektronicznych najmniejsze dopuszczalne natężenie światła powinno wynosić 500-1000 luksów
Zabiegi medyczne - co najmniej 2000 luksów.
Przy wykonywaniu prac wymagających dużego natężenia światła należy używać oświetlenia złożonego, tzn. oświetlenia ogólnego całego pomieszczenia i dodatkowego silnego oświetlenia miejsca pracy (oświetlenie miejscowe)
Natężenie oświetlenia ogólnego powinno stanowić co najmniej 1/5 złożonego natężenia oświetlenia (oświetlenie miejscowe i oświetlenie ogólne razem).
Przystosowanie po przejściu z ciemności do dobrze oświetlonego pomieszczenia trwa od 20s (u młodych ludzi) do 10 minut u starszych.
W odwrotnej sytuacji czas przystosowania jest dłuższy 40-60 minut.
Przy szybkim obniżaniu natężenia światła sprawność widzenia zostaje upośledzona na skutek braku pełnej adaptacji.
Do pracy wykonywanej przez osoby starsze natężenie oświetlenia powinno być większe.
W miarę starzenia się zmniejsza się przepuszczalność aparatu przeziernego dla fal krótszych czyli barwy niebieskiej i fioletowej. Obniża się również zakres i szybkość akomodacji oka ( przystosowanie wzroku do ostrego widzenia przedmiotów w różnej odległości). Osłabiona jest również adaptacja do ciemności i jasności.
Istotne znaczenie dla dokładności i ostrości widzenia ma kontrast między przedmiotem, a tłem oraz barwa światła.
Narząd wzroku jest najbardziej czuły na barwę zieloną, odpowiadającą długości fali 550 nm.
Przy mniejszych lub większych długościach czułość wzroku maleje w sposób ciągły dążąc do zera, którego granicę z jednej strony stanowi UV, z drugiej IR.
Stosowanie odpowiedniej kolorystyki środowiska ułatwia pracę, dzięki tworzeniu kontrastów barwnych i elementów przyciągających wzrok.
Zaleca się różnicowanie barw między dużymi powierzchniami ( ściany, meble, powierzchnie urządzeń) i małymi , lecz istotnymi elementami takimi jak: przyciski, dźwignie, wyłączniki.
Przy tworzeniu kontrastów szczególnie między dużymi powierzchniami należy stosować różne barwy, lecz o podobnym współczynniku odbicia światła. Pozwala to na równomierny rozkład luminacji ( jaskrawości, jasności).
Należy unikać barw błyszczących, czystych kolorów- takie układy jednostronnie obciążają siatkówkę i dają objawy obrazów powidokowych ( wrażenie wzrokowe utrzymuje się po zniknięciu obserwowanego przedmiotu).
Zbyt duże różnice w luminacji w polu widzenia mogą powodować niekorzystne zjawisko określane jako olśnienie.
Wyróżnia się następujące rodzaje olśnienia:
Względne -gdy istnieją zbyt duże kontrasty w polu widzenia
Adaptacyjne- gdy oko nie osiągnęło poziomu adaptacji do panującego poziomu natężenia oświetlenia
Bezwzględne, gdy natężenie oświetlenia jest tak duże , że oko nie może się przystosować.
CIENISTOŚĆ OŚWIETLENIA - warunki oświetlenia przedmiotu pozwalające na powstawanie cieni.
Oświetlenie bezcieniowe przedmiotu ma miejsce jedynie w doskonale rozproszonym świetle, gdy przedmiot ten jest jednakowo oświetlany ze wszystkich stron.
W innych warunkach powstają cienie tym ostrzejsze im silniej przedmiot jest oświetlany z jednej strony.
Oświetlenie bezcieniowe pożądane jest w takich pracach jak :
kreślenie,
wykonywanie operacji,
czytanie.
Zbyt duża cienistość utrudnia pracę wzrokową, ponieważ zwiększają się różnice w luminacji w różnych częściach pola widzenia.
Pewien stopień cienistości jest jednak czasem pożądany
Obecność cieni zwiększa perspektywę, bryłowatość przedmiotów pozwala lepiej orientować się w przestrzeni.
Sztuczne źródła światła
W elektrycznych źródłach światła wykorzystywane są dwa zjawiska:
Promieniowanie świetlne ciał stałych rozżarzonych do wysokiej temperatury np. żarówki (drucik wolframowy rozgrzany przez przepływający prąd do temp. 2500 °C)
Promieniowanie świetlne gazów pod wpływem wyładowań elektrycznych: lampy fluorescencyjne (czyli świetlówki) lampy rtęciowe, sodowe, ksenonowe.
ŻARÓWKI emitują światło o przewadze czerwonego i żółtego, ze znacznym ograniczeniem fioletowego i niebieskiego, co ogranicza prawidłowe rozróżnianie barw.
Inną wadą żarówek jest promieniowanie cieplne, umieszczona w pobliżu człowieka może dawać uczucie gorąca, bóle głowy.
ŚWIETLÓWKI (niskoprężne lampy rtęciowe - to długie rury wypełnione argonem po włączeniu prądu między elektrodami rtęciowymi znajdującymi się na końcach rury następują wyładowania elektryczne w parach rtęci, którym towarzyszy emisja promieniowania UV.
Pokrycie wnętrza rury odpowiednim luminoforem przekształca światło UV w światło widzialne, światło emitowane może wykazywać niedobór barwy czerwonej i żółtej, jednak zastosowanie odpowiednich luminoforów pozwala uzyskać światło o dowolnym składzie widmowym.
Zaletą świetlówki jest mała luminacja i duża skuteczność świetlna.
Wadą jest tętnienie światła, związane z zasilaniem prądem zmiennym o częstotliwości 50Hz.
W lampach żarowych tętnienie światła jest znacznie mniejsze.
Tętnienie światła jest nieprzyjemnie odbierane, powoduje szybsze zmęczenie.
Może powodować powstawanie zjawiska stroboskopowego, które polega na tym, że poruszający się przedmiot oglądany w świetle pulsującym sprawia wrażenie jakby poruszał się w drugim kierunku, to samo dotyczy przedmiotów wykonujących się ruchy obrotowe.
Zjawiska stroboskopowe być przyczyną groźnych wypadków podczas pracy.