Promieniowanie podczerwone
(IR infra red).
Generatory promieniowania
podczerwonego.

Monika
Pokora

Podczerwień

(promieniowanie podczerwone) (ang.

infrared, IR) – promieniowanie elektromagnetyczne

o długości fal pomiędzy światłem widzialnym a

falami radiowymi. Oznacza to zakres od 780 nm do

1 mm.
Każde ciało o temperaturze większej od zera

bezwzględnego emituje promieniowanie cieplne. Już

w temperaturze kilku kelwinów ciała emitują

promieniowanie elektromagnetyczne w zakresie

dalekiej podczerwieni, ciała o temperaturze

pokojowej emitują najwięcej promieniowania o

długości fali rzędu 10 μm. Przedmioty cieplejsze

emitują więcej promieniowania i o mniejszej

długości, co pozwala na ich łatwe wykrycie.

Zdjęcie lwa
wykonane w
średniej
podczerwieni
(kolory umowne).

Podział spektrum

Funkcjonuje kilka podziałów podczerwieni na pasma,

używanym w Polsce jest:



bliska podczerwień (ang. near infrared, NIR), 0,7-5 μm)



średnia podczerwień (ang. mid infrared, MIR), 5-30 μm)



daleka podczerwień (ang. far infrared, FIR), 30-1000 μm)

Należy jednak zaznaczyć, że terminologia ta jest płynna, i

stosowana w różny sposób w różnych zastosowaniach – np.
termografia posługuje się tymi samymi nazwami dla innych
przedziałów długości fal.

Zdjęcie w bliskiej podczerwieni

Zdjęcie w świetle widzialnym

Historia

W 1800 r. fizyk

William Herschel

umieścił termometr rtęciowy w widmie
optycznym uzyskanym z pryzmatu.
Eksperyment ten pozwolił mu zmierzyć
ilość energii cieplnej przenoszonej przez
poszczególne kolory światła. Ku jego
zaskoczeniu okazało się, że termometr
najbardziej rozgrzewa się, gdy znajdzie
się na nieoświetlonym polu poniżej
czerwonego koloru. Doszedł do wniosku,
iż istnieje niewidzialne dla oka
promieniowanie "podczerwone", które
transmituje ciepło w postaci
niewidocznej fali świetlnej.

Dokładne badanie właściwości
podczerwieni przeprowadzili później M.
Malloni ( 1834- odbicie i załamanie ) i
K.H. Knoblauch ( 1864 -dyfrakcja,
interferencja i pomiar długości fali).
Obecnie badania nad podczerwienią są
uzupełnieniem badań o promieniach
widzialnych.

Zastosowania

Noktowizja

Podczerwień stosowana jest w noktowizji, w użyciu są dwa
sposoby noktowizji:

•

Bierna

– detektor rejestruje promieniowanie podczerwone

wysyłane przez przedmioty i jeśli nie są one oświetlone przez
inne źródła podczerwieni, to ich promieniowanie zależy od ich
temperatury. Zasada ta umożliwia zbudowanie termowizora,
który pozwala widzieć w ciemności obiekty cieplejsze od
otoczenia. Na tej zasadzie działa pirometr służący do zdalnego
pomiaru temperatury.

•

Czynna

– polega na emisji podczerwieni i skierowaniu jej na

obserwowany obiekt oraz obserwacji odbitego promieniowania.
Najpopularniejszym źródłem podczerwieni są ciała rozgrzane,
dioda świecąca w podczerwieni LED, ale czasami wykorzystuje
się też półprzewodnikowe lasery podczerwone.

Inne zastosowania

•odczyt płyt CD laserem o długościach 650-790 nm;
•pomiar odległości – dalmierze podczerwone w zakresie 0,25-1,5 μm (w
tachymetrii, w triangulacji pomiar bazy w sieci triangulacyjnej), skanery
laserowe pracujące w zakresie do 80 μm (pomiar opóźnienia);

•przekaz danych w światłowodzie – przepustowość kanału powyżej 1 Gb/s
(gigabita na sekundę);

•przekaz danych w powietrzu, zdalne sterowanie z pilota, w tym
komunikacja w standardzie IrDA;

•promienniki podczerwieni stosowane w niektórych typach saun lub do
ogrzewania wnętrz (np. parasol grzewczy);

•w zdjęciach satelitarnych m.in. prądów morskich, zachmurzenia –
wysokie, zimne chmury są jasne, niższe szare;

•spektroskopia IR;
•obserwacje kosmosu w podczerwieni (np. projekt 2MASS);
•badanie historii obrazu malarskiego – w podczerwieni widać
wcześniejsze warstwy szkiców i przemalowywań;

•sterowanie zwrotnicami tramwajowymi.

Generatory promieniowania
podczerwonego

Każde ciało o temperaturze większej od zera bezwzględnego
emituje promieniowanie podczerwone. Największym generatorem
jest Słońce (ok. 40% promieni świetlnych to promieniowanie
podczerwone). Źródłem promieniowania podczerwonego są ciała
ogrzane. Długość fali promieniowania zależy, zgodnie z prawem
Viena, od temperatury ciała ogrzanego. Tak np. ciała ogrzane do
temperatury 400°C emitują promieniowanie, którego maksimum
natężenia odpowiada długości fali ok. 4000 nm, w temperaturze
zaś 800°C maksimum natężenia odpowiada długości fali ok. 2000
nm. Ogrzanie ciał do wyższej temperatury powoduje emitowanie
promieni podczerwonych o jeszcze krótszej fali. Jednocześnie ciało
ogrzewane zaczyna świecić, czyli emitować promieniowanie
widzialne.

Używane w lecznictwie fizykalnym
urządzenia emitujące promieniowanie
podczerwone można podzielić na
dwie grupy:

• promienniki emitujące wyłącznie
promieniowanie podczerwone, tzw.
nieświetlne generatory podczerwieni,

• lampy terapeutyczne, emitujące
promieniowanie podczerwone oraz
promieniowanie widzialne, tzw.
świetlne generatory podczerwieni np.
lampa Sollux.

Biologiczne skutki absorpcji promieniowania

podczerwonego

Skutki biologiczne absorpcji promieniowania podczerwonego są
uzależnione od jego energii i długości fali, a przez to głębokości
penetracji oraz pojemności cieplnej tkanek. W wyniku absorpcji
promieniowania podczerwonego w tkankach dochodzi do:
 

• reakcji naczyniowej, która objawia się poszerzeniem naczyń
włosowatych skóry i tkanek podskórnych, a także części naczyń
głębokich. Skutkiem jest pojawienie się rumienia cieplnego, który
nie jest ostro odgraniczony od miejsca nienaświetlonego. Ulega
polepszeniu przepływ krwi i tym samym odżywianie tkanek
organizmu, oraz krążenie żylno- chłonne. Jest to tzw. przekrwienie
czynne. Gdy temperatura powierzchni skóry wzrośnie do 42oC,
przepływ krwi zwiększa się 5- 6 razy;

• reakcji autonomicznego układu nerwowego powodując
zmniejszenie napięcia mięśni;

• reakcji narządów położonych głęboko, jako skutek odruchu ze
stref Heada, oraz odruchów skórno- trzewnych, np.
przyspieszenia tętna i liczby oddechów, a także przejściowego
obniżenia ciśnienia krwi związanego z poszerzeniem łożyska
naczyniowego;

• podniesienia progu odczuwania bólu związanego ze
zwiększonym wydzielaniem endorfin;

• wzrostu przemiany materii.

W tkance biologicznej wywołuje przede wszystkim reakcje
termiczne. W kontakcie ze skórą skutkuje ogrzaniem i
wywołuje pocenie się. Posiada właściwości biostymulacyjne i
zdrowotne, stąd jej zastosowanie w przypadku bólów
mięśniowych, leczenia kontuzji i stanów zapalnych oraz
płytkich zaburzeń krążenia.

Z jej pomocą można leczyć takie schorzenia
jak: choroby skóry, mięśni, rwa kulszowa, wysokie ciśnienie
krwi, stres, zmęczenie, reumatyzm, ból głowy, artretyzm,
bezsenność, przeziębienia.

Energia podczerwieni korzystnie wpływa na układ sercowo
naczyniowy, układ oddechowy, gospodarkę wodno-
elektrolitową, czynność wydzielniczą nerek i wielu innych
gruczołów. Poza tym obniża napięcie mięśni, zmniejsza
pobudliwość nerwową oraz wrażliwość receptorową, przez co
działa uspokajająco i przeciwbólowo, a także znacznie
przyspiesza przemianę materii.

Promieniowanie podczerwone oczyszcza skórę i tkanki
podskórne z toksyn, w tym, co szczególnie może
zainteresować panie, z żelującej substancji składającej się z
tłuszczu, wody i innych zbędnych substancji, lokalizujących
się w fałdach pod skórą, czyli cellulitu.

Dziękuję

za uwagę

Źródła:

http://pl.wikipedia.org/wiki/Podczerwie%C5%84
http://pl.wikipedia.org/wiki/Promieniowanie_elektromagnetyczne
http://sila-wiedzy.pl/index.php/sia-wiedzy/nauki-przyrodnicze-i-

medyczne/74-zastosowanie-promieniowania-podczerwonego-ir-i-
bliskiej-podczerwieni-nir-w-diagnostyce-medycznej?start=1

http://www.sciaga.pl/tekst/2351-3-promienie_podczerwone

http://www.focus.pl/jak-to-

dziala/zobacz/publikacje/noktowizor/nc/1/

wsiz.rzeszow.pl/kadra/.../Fizykoterapia

%20ćw.5.%20Światłolecznictwo.ppt

http://www.sekretyurody.eu/wszystko-o-spa/relaks-odnowa-

biologiczna/928-promieniowanie-podczerwone