Spektrum av IR-stråling. Infrarøde stråler: fordeler og skader, effekter på menneskekroppen. Infrarød stråling i idrettsmedisin

Teori om infrarød stråling

Alle de forskjelligelære som kommer fra solen har en enkelt natur -dette er elektromagnetiske bølger. Mangfoldet i egenskapene deres er forårsaket av forskjeller i bølgelengde. Synlig del av spekteret solstråling starter med de korteste bølgene - fiolette bølger (0,38 mikron) og slutter med de lengste bølgene (0,76 mikron), som det menneskelige øyet oppfatter som røde.

Den tyske forskeren William Herschel oppdaget i 1800 visse usynlige stråler utenfor den røde delen av spekteret, noe som forårsaket en betydelig økning i temperaturen på termometeret han brukte til forskning. Denne strålingen ble kalt infrarød.

Hva er effekten av infrarød stråling på menneskekroppen? La oss finne det ut.

Hva er infrarød stråling

Stråling ved siden av den røde delen av det synlige spekteret, som ikke oppfattes av våre synsorganer, men som har evnen til å varme opp belyste overflater, ble kalt infrarød. Prefikset "infra" betyr "mer". I vårt tilfelle er dette elektromagnetiske stråler med en bølgelengde som er større enn synlig rødt lys.

Hva er kilden til infrarød stråling

Dens naturlige kilde er solen. Utvalget av infrarøde stråler er ganske bredt. Dette er bølger med en lengde fra 7 til 14 mikrometer (µm). Delvis absorpsjon og spredning av infrarøde stråler skjer i jordens atmosfære.

Skalaen til infrarød solstråling er bevist av det faktum at den utgjør 58% av hele spekteret elektromagnetiske bølger som kommer fra stjernen vår.

Dette ganske brede spekteret av IR-stråler er delt inn i tre deler:

lange bølger som sendes ut av en varmeovn med en temperatur på 35 til 300 °C;

medium - fra 300 til 700 °C;

kort - mer enn 700 °C.

Alle av dem sendes ut av eksiterte atomer (dvs. de med overflødig energi), så vel som ioner av stoffet. Alle legemer er en kilde til IR-stråling hvis temperaturen er over absolutt null (minus 273 °C).

Så, avhengig av temperaturen til emitteren, dannes IR-stråler med forskjellige bølgelengder, intensiteter og penetrerende evner. Og dette bestemmer hvordan infrarød stråling påvirker en levende organisme.

Fordelene og skadene ved IR-stråling for menneskers helse

Du kan svare på spørsmålet - er infrarød stråling skadelig for mennesker, bevæpnet med noe informasjon.

Langbølgede infrarøde stråler som treffer huden påvirker nervereseptorer, og forårsaker en følelse av varme. Derfor kalles infrarød stråling også termisk stråling.

Mer enn 90 % av denne strålingen absorberes av fuktighet i de øvre lagene av huden. Det forårsaker bare en økning i temperaturen i huden. Medisinsk forskning har vist at langbølget stråling ikke bare er trygt for mennesker, men også forbedrer immuniteten og utløser mekanismen for regenerering og helbredelse av mange organer og systemer. IR-stråler med en bølgelengde på 9,6 mikron er spesielt effektive i denne forbindelse. Disse omstendighetene bestemmer bruken av infrarød stråling i medisin.

En helt annen virkningsmekanisme av infrarøde stråler på menneskekroppen, som tilhører den kortbølgede delen av spekteret. De er i stand til å trenge inn til en dybde på flere centimeter, noe som forårsaker oppvarming av indre organer.

På bestrålingsstedet, på grunn av utvidelse av kapillærene, kan rødhet i huden vises, inkludert dannelse av blemmer. Korte IR-stråler er spesielt farlige for synsorganene. De kan provosere dannelsen av grå stær, forstyrrelser i vann-saltbalansen og utseendet av anfall.

Årsaken til den velkjente termiske sjokkeffekten er kortbølget infrarød stråling. En økning i hjernetemperatur på 1 °C forårsaker allerede symptomene:

svimmelhet;

kvalme;

økt hjertefrekvens;

mørkere øyne.

Overoppheting med 2 °C kan utløse utvikling av hjernehinnebetennelse.

La oss nå forstå begrepet intensitet elektromagnetisk stråling. Denne faktoren avhenger av avstanden til varmekilden og dens temperatur. Lav-intensitet langbølget termisk stråling spiller en viktig rolle for utviklingen av liv på planeten. Menneskekroppen trenger konstant påfyll av disse bølgelengdene.

Skaden og fordelene ved infrarød stråling bestemmes derfor av bølgelengden og eksponeringstiden.

Hvordan unngå skadelige effekter IR-stråler

Varmeovner er kilder til IR-stråling.

Siden vi har bestemt oss Hva Negativ påvirkning kortbølget infrarød stråling påvirker menneskekroppen, la oss finne ut hvor denne faren kan ligge på lur for oss. Først av alt er dette kropper med temperatur, over 100 °C. Disse kan inkludere følgende. Industrielle kilder til strålingsenergi (stålsmelting, elektriske lysbueovner, etc.) Redusering av risikoen for eksponering oppnås ved hjelp av spesielle verneklær, varmeskjold, bruk av nyere teknologier, samt terapeutiske og forebyggende tiltak for driftspersonell.

Varmeovner. Den mest pålitelige og beviste av dem er den russiske komfyren. Varmen den avgir er ikke bare ekstremt behagelig, men også helbredende. Dessverre har denne detaljen i hverdagen nesten sunket helt inn i glemselen. Den ble erstattet av alle mulige elektriske varmeovner, vann-infrarøde paneler, etc.. De hvis varmegenererende overflate er beskyttet av varmeisolerende materiale eller hvis strålingsoverflatetemperatur er under 100°C , sender ut myk langbølget stråling. Det har en gunstig effekt på kroppen. Varmeovner med høyere strålingsoverflate 100 °C sender ut hard, kortbølget stråling, noe som kan føre til de negative konsekvensene beskrevet ovenfor. I det tekniske databladet til varmeren er produsenten forpliktet til å angi arten av strålingen til denne enheten.

Kortbølgevarmer.

Hvis du blir eier av en kortbølgeovn, følg regelen - jo nærmere varmeren er, jo kortere bør eksponeringstiden være!!!

Infrarød stråling (IR) er elektromagnetisk stråling med lengre bølgelengder enn synlig lys, som strekker seg fra den nominelle røde enden av det synlige spekteret ved 0,74 μm (mikron) til 300 μm. Dette området av bølgelengder tilsvarer frekvensområdet på omtrent 1 til 400 THz, og inkluderer mesteparten av den termiske strålingen som sendes ut av objekter nær romtemperatur. Infrarød stråling sendes ut eller absorberes av molekyler når de endrer sine rotasjons-vibrasjonsbevegelser. Tilstedeværelsen av infrarød stråling ble først oppdaget i 1800 av astronomen William Herschel.

Mesteparten av energien fra solen når jorden i form av infrarød stråling. Sollys i senit gir en belysning på litt over 1 kilowatt per kvadratmeter over havet. Av denne energien, 527 watt infrarød stråling, er 445 watt synlig lys, og 32 watt ultrafiolett stråling.

Infrarødt lys brukes i industrielle, vitenskapelige og medisinske applikasjoner. Nattsynsenheter bruker infrarød belysning for å tillate folk å observere dyr som ikke kan sees i mørket. I astronomi gjør infrarød avbildning det mulig å observere objekter skjult av interstellart støv. Infrarøde kameraer brukes til å oppdage varmetap i isolerte systemer, observere endringer i blodstrømmen i huden og for å oppdage overoppheting av elektrisk utstyr.

Infrarød bildebehandling er mye brukt til militære og sivile formål. Militære applikasjoner inkluderer overvåking, nattovervåking, målretting og sporing. Ikke-militære applikasjoner inkluderer termisk effektivitetsanalyse, overvåking miljø, inspeksjon av industrianlegg, fjernmåling av temperatur, trådløs kommunikasjon med kort rekkevidde, spektroskopi og værvarsling. Infrarød astronomi bruker sensorutstyrte teleskoper for å trenge gjennom støvete områder i rommet, som molekylære skyer, og oppdage objekter som planeter.

Selv om det nær-infrarøde området av spekteret (780-1000 nm) lenge har vært ansett som umulig på grunn av støy i visuelle pigmenter, har følelsen av nær-infrarødt lys blitt bevart i karpe og i tre arter av syklider. Fisk bruker nær-infrarøde bølgelengder for å fange byttedyr og for fototaktisk orientering mens de svømmer. Nærbølget infrarød kan være nyttig for fisk under dårlige lysforhold i skumringen og i grumsete vannoverflater.

Fotomodulering

Nær-infrarødt lys, eller fotomodulering, brukes til å behandle kjemoterapi-induserte sår samt sårheling. Det finnes en rekke arbeider relatert til behandlingen av herpesviruset. Forskningsprosjekter inkludere arbeid med å studere sentralen nervesystemet og terapeutiske effekter gjennom regulering av cytokrom og oksidaser og andre mulige mekanismer.

Helsefare

Sterk infrarød stråling i visse industri- og miljøer med høy temperatur kan være skadelig for øynene, noe som resulterer i synsskader eller blindhet for brukeren. Siden strålingen er usynlig, er det nødvendig å bruke spesielle infrarøde briller på slike steder.

Jorden som en infrarød sender

Jordens overflate og skyer absorberer synlig og usynlig stråling fra solen og returnerer mesteparten av energien som infrarød stråling tilbake til atmosfæren. Noen stoffer i atmosfæren, hovedsakelig skydråper og vanndamp, men også karbondioksid, metan, nitrogenoksid, svovelheksafluorid og klorfluorkarboner, absorberer infrarød stråling og returnerer den i alle retninger, også tilbake til jorden. Dermed, Drivhuseffekt holder atmosfæren og overflaten mye varmere enn om de infrarøde demperne var fraværende i atmosfæren.

Historien om vitenskapen om infrarød stråling

Oppdagelsen av infrarød stråling er kreditert William Herschel, en astronom, på begynnelsen av 1800-tallet. Herschel publiserte resultatene av sin forskning i 1800 før Royal Society of London. Herschel brukte et prisme for å bryte lys fra solen og oppdage infrarød stråling, utenfor den røde delen av spekteret, gjennom økningen i temperatur registrert på et termometer. Han ble overrasket over resultatet og kalte dem «varmestråler». Begrepet "infrarød stråling" dukket opp først på slutten av 1800-tallet.

Annen viktige datoer inkludere:

• 1737: Emilie du Chatelet forutså det som i dag er kjent som infrarød stråling i sin avhandling.
• 1835: Macedonio Meglioni lager den første termopilen med infrarød detektor.
• 1860: Gustav Kirchhoff formulerer svartkroppsteoremet.
• 1873: Willoughby Smith oppdaget fotokonduktiviteten til selen.
• 1879: Stefan-Boltzmann-loven ble eksperimentelt formulert, ifølge hvilken energien som sendes ut av en absolutt svart kropp er proporsjonal.
• 1880- og 1890-tallet: Lord Rayleigh og Wilhelm Wien løser begge den svarte delen av ligningen, men begge løsningene er omtrentlige. Dette problemet ble kalt "ultrafiolett katastrofe og infrarød katastrofe."
• 1901: Max Planck Max Planck publiserte svartkroppsligningen og teoremet. Han løste problemet med å kvantisere tillatte energioverganger.
• 1905: Albert Einstein utvikler teorien om den fotoelektriske effekten, som definerer fotoner. Også William Coblentz innen spektroskopi og radiometri.
• 1917: Theodore Case utvikler talliumsulfidsensoren; Britene utvikler den første infrarøde søke- og sporingsenheten i første verdenskrig og oppdager fly innenfor en rekkevidde på 1,6 km.
• 1935: Blysalter - Tidlig missilveiledning i andre verdenskrig.
• 1938: Tew Ta spådde at den pyroelektriske effekten kunne brukes til å oppdage infrarød stråling.
• 1952: N. Wilker oppdager antimonider, forbindelser av antimon med metaller.
• 1950: Instrumenter fra Paul Cruz og Texas produserer infrarøde bilder før 1955.
• 1950- og 1960-tallet: Spesifikasjoner og radiometriske inndelinger definert av Fred Nicodemenas, Robert Clark Jones.
• 1958: W. D. Lawson (Royal Radar Establishment at Malvern) oppdager deteksjonsegenskapene til en IR-fotodiode.
• 1958: Falcon utvikler raketter ved hjelp av infrarød stråling og den første læreboken om infrarøde sensorer dukker opp av Paul Cruz, et al.
• 1961: Jay Cooper oppfant pyroelektrisk deteksjon.
• 1962: Kruse og Rodat promoterer fotodioder; bølgeform og line array-elementer er tilgjengelige.
• 1964: W. G. Evans oppdager infrarøde termoreseptorer i en bille.
• 1965: Første infrarøde guide, første kommersielle termiske kameraer; Et nattsynslaboratorium ble dannet i den amerikanske hæren (for tiden et kontrolllaboratorium for nattsyn og elektroniske sensorer.
• 1970: Willard Boyle og George E. Smith foreslår en ladekoblet enhet for bildetelefonen.
• 1972: Generisk programvaremodul opprettet.
• 1978: Infrarød avbildningsastronomi blir myndig, med et observatorium planlagt masseproduksjon av antimonider og fotodioder og andre materialer.

Infrarød stråling. Oppdagelse av infrarød stråling

Definisjon 1

Under infrarød stråling(IR) refererer til en form for energi eller oppvarmingsmetode der varme fra en kropp overføres til en annen kropp.

I løpet av livet blir en person konstant utsatt for infrarød stråling og er i stand til å føle denne energien som varme som kommer fra et objekt. Infrarød stråling oppfattes menneskelig hud, øynene ser ikke i dette spekteret.

Naturlig kilde høy temperatur er vår lyskilde. Oppvarmingstemperaturen er assosiert med bølgelengden til infrarøde stråler, som er kortbølget, middelsbølget og langbølget.

Kort bølgelengde har høy temperatur og intens stråling. Tilbake i $1800, en engelsk astronom W. Herschel gjort observasjoner av solen. Mens han studerte armaturet, lette han etter en måte som kunne redusere oppvarmingen av instrumentet som disse studiene ble utført med. På et stadium av arbeidet hans oppdaget forskeren at bak det mettede i rødt plassert " maksimal varme" Studiet var starten på studiet infrarød stråling.

Hvis tidligere kilder infrarød stråling i laboratoriet fungerte som varme kropper eller elektriske utladninger i gasser, den gang i dag moderne kilder er opprettet infrarød stråling med en frekvens som kan justeres eller fikses. De er basert på faststoff- og molekylgasslasere.

I nær infrarød(omtrent $1.3$ mikron) for å registrere stråling de bruker spesielle fotografiske plater.

I langt infrarødt stråling er registrert bolometre– Dette er detektorer som er følsomme for oppvarming av infrarød stråling.

Infrarøde bølger har forskjellige lengder, så deres penetreringsevne vil også være annerledes.

Lang bølge stråler som kommer fra solen, for eksempel rolig passere gjennom jordens atmosfære, samtidig, uten å varme den opp. Trenge gjennom faste stoffer, øker de temperaturen, så for alt liv på planeten er det av stor betydning langt stråling.

Det er interessant at i konstant kompenserende sminke alle levende kropper trenger, som også avgir det samme spekteret av varme. I fravær av slik oppladning synker temperaturen til en levende kropp, noe som gjør den sårbar for ulike infeksjoner. Dette ekstra oppladning i form av infrarød stråling, ifølge forskere, ganske nyttig enn skadelig.

Merknad 1

Eksperter har utført en rekke forsøk på dyr, som har vist det infrarøde stråler undertrykke veksten av kreftceller, ødelegge en rekke virus og nøytralisere de destruktive effektene av elektromagnetiske bølger. Langbølget infrarøde strålerøke mengden insulin som produseres av kroppen og nøytralisere effekten av radioaktiv eksponering.

Anvendelser av infrarød stråling

Infrarød stråling er mye brukt både i hverdagen og i ulike felt av menneskelig aktivitet.

Dens viktigste bruksområder er:

Termografi. IR-stråling lar deg bestemme temperaturen på objekter som befinner seg i en viss avstand. Termisk bildebehandling er mye brukt i industrielle og militære applikasjoner, kameraene kan oppdage infrarødt og produsere et bilde av denne strålingen. Med termografiske kameraer kan du "se" alt i nærheten uten belysning fordi alle oppvarmede gjenstander sender ut infrarødt.

Sporing. IR-sporing brukes når man styrer missiler, der en enhet kalt " varmesøkere" Som et resultat av at motorene til maskiner og mekanismer, og personen selv, avgir varme, vil de være godt synlige i det infrarøde området, og herfra kan raketter enkelt finne flyretningen.

Oppvarming. Som varmekilde øker IR temperaturen og har gunstige effekter på menneskers helse, f.eks. infrarøde badstuer, som det snakkes mye om i dag. De brukes i behandlingen av hypertensjon, hjertesvikt og revmatoid artritt.

Meteorologi. Høyden på skyene og temperaturen på overflaten av vann og land bestemmes fra satellitter som tar infrarøde bilder. I slike bilder er kalde skyer farget hvite, mens varme skyer er farget grå. Den varme overflaten av jorden er malt svart eller grå.

Astronomi. Når de observerer himmelobjekter, bruker astronomer spesielle infrarøde teleskoper. Takket være disse teleskopene identifiserer forskerne protostjerner før de sender ut synlig lys, skiller kjølige objekter og observerer kjernene til galakser.

Kunst. Og her har infrarød stråling funnet anvendelse. Kunstkritikere, takket være infrarødt reflektogrammer, se de nederste lagene av maleriene, kunstnerens skisser. Denne enheten hjelper til med å skille originalen fra kopien, feil i restaureringsarbeid. Med dens hjelp studeres gamle skriftlige dokumenter.

Medisin. De helbredende egenskapene til infrarød terapi er viden kjent. Oppvarmet leire, sand og salt har lenge vært ansett som helbredende og har en gunstig effekt på menneskekroppen. IR hjelper til med å behandle brudd, forbedre stoffskiftet i kroppen, bekjempe fedme, fremme sårheling, forbedre blodsirkulasjonen og ha en gunstig effekt på ledd og muskler.

I tillegg brukes terapeutiske effekter for sykdommer:

1. Kronisk bronkitt og bronkial astma;
2. Lungebetennelse;
3. Kronisk kolecystitt og dens forverring;
4. Prostatitt med nedsatt styrke;
5. Leddgikt;
6. For sykdommer i urinveiene, etc.

For å bruke infrarøde stråler i medisinske formål, kontraindikasjoner må tas i betraktning.

De kan forårsake stor skade:

1. Når en person har purulente sykdommer;
2. Skjult blødning;
3. Blodsykdommer;
4. Neoplasmer og fremfor alt ondartede;
5. Inflammatoriske sykdommer, oftest akutte.

Kortbølge IR negativt påvirke menneskelig hjernevev, noe som resulterer i " solstikk " Skaden i dette tilfellet er åpenbar. En person opplever hodepine, puls og pust blir rask, synet blir mørkt, og tap av bevissthet er mulig. Med ytterligere bestråling kan kroppen ikke motstå det - hevelse av vev og membraner i hjernen oppstår, og symptomer på encefalitt og meningitt vises. Korte bølger Spesielt alvorlig skade er forårsaket av menneskelige øyne og det kardiovaskulære systemet.

Notat 2

Dermed viser det seg at fordelene med IR på kroppen, til tross for de negative aspektene, er betydelige.

Infrarød beskyttelse

For å redusere skaden forårsaket av infrarød stråling og beskytte mot det, er det utviklet standarder for infrarød stråling som er trygge for mennesker.

Grunnleggende beskyttelsestiltak:

1. Utdaterte teknologier må erstattes med moderne, noe som vil redusere intensiteten av kildestrålingen;
2. Bruken av skjermer laget av metallnett og kjeder, fôr åpne ovnsåpninger med asbest;
3. Obligatorisk personlig beskyttelse og fremfor alt øyevern med briller med lysfilter;
4. Kroppsbeskyttelse med arbeidstøy i lin eller halvlin;
5. Rasjonelt arbeids- og hvileregime;
6. Obligatoriske medisinske og forebyggende tiltak for ansatte.

Oppdagelse av infrarød stråling
Typer varmeveksling
Fysiske egenskaper
Rekkevidde av IR-bølger gunstig for mennesker

Den engelske forskeren Herschel W. i 1800, i ferd med å studere sollys, slo fast at i solstrålene, når de brytes ned i separate spektre ved hjelp av et prisme utenfor det røde synlige spekteret, øker termometeravlesningene. Termometeret plassert i dette området viste en høyere temperatur enn referansetermometeret. Senere ble det slått fast at egenskapene til disse strålene er mottagelige for optikkens lover, og det viser seg at de har samme natur som lysstråling. Dermed ble infrarød stråling oppdaget.

La oss avklare hvordan varme gjenstander avgir varme til gjenstandene rundt dem:
varmeoverføring(varmeveksling mellom legemer ved kontakt eller gjennom en separator),
konveksjon(varmeoverføring med kjølevæske, væske eller gass fra en varmekilde til kaldere gjenstander)
termisk stråling(en strøm av elektromagnetisk stråling i et spesifikt bølgelengdeområde som sendes ut av et stoff basert på dets interne overskuddsenergi).

Alle gjenstandene rundt oss materiell verden Dette er kilder og samtidig absorbere av termisk stråling.
Termisk stråling, som er grunnlaget for infrarøde stråler, er en strøm av elektromagnetiske stråler som tilfredsstiller optikkens lover og har samme natur som lysstråling. IR-strålen er plassert mellom det røde lyset som oppfattes av mennesker (0,7 µm) og kortbølget radiostråling (1 - 2 mm). I tillegg er IR-området i spekteret delt inn i kortbølge (0,7 - 2 µm), middels bølge (fra 2 til 5,1 µm), lang bølge(5,1 - 200 um). Infrarøde stråler sendes ut av alle stoffer flytende og fast, mens Bølgelengden som sendes ut avhenger av temperaturen til stoffet. Ved høyere temperaturer er bølgelengden som sendes ut av stoffet kortere, men strålingsintensiteten er større.

I området for langbølget stråling (fra 9 til 11 mikron) er det den mest gunstige termiske strålingen for mennesker. Langbølgeemittere har lavere strålingsoverflatetemperatur og karakteriseres som mørke - ved lave overflatetemperaturer lyser de ikke (opptil 300°C). Mellombølgesmittere med mer høy temperatur overflater, preget av grå, avgir korte bølger med maksimal kroppstemperatur, de kalles hvit eller lys.

Bekreftelse fra sovjetiske forskere

Fysiske egenskaper til infrarød stråling

For infrarøde stråler er det en rekke forskjeller fra de optiske egenskapene til synlig lys. (transparens, reflektans, brytningsindeks) For eksempel IR-stråling som har en bølgelengde på mer enn 1 mikron, absorbert av vann i et lag på 1-2 cm, så vann brukes i noen tilfeller som varmebeskyttende barriere. Silisiumarket er ugjennomsiktig i det synlige området, men gjennomsiktig i infrarødt. En rekke metaller har refleksegenskaper som er høyere for infrarød stråling enn for lys oppfattet av mennesker, i tillegg forbedres egenskapene deres betydelig med økende strålingsbølgelengde. Nemlig Refleksjonsindeksen til Al, Au, Ag ved en bølgelengde på omtrent 10 mikron nærmer seg 98 %. Med tanke på disse egenskapene til materialer, brukes de til produksjon av infrarødt utstyr. Materialer som er transparente for infrarøde stråler - som emittere av infrarød stråling (kvarts, keramikk), materialer med høy evne til å reflektere stråler - som reflektorer som lar deg fokusere IR-stråling i ønsket retning (hovedsakelig aluminium).

Det er også viktig å vite om absorpsjons- og spredningsegenskapene til infrarød stråling. Infrarøde stråler går nesten uhindret gjennom luften. Nemlig, nitrogen- og oksygenmolekyler selv absorberer ikke infrarøde stråler, men sprer seg bare litt, noe som reduserer intensiteten. Vanndamp, ozon, karbondioksid, så vel som andre urenheter i luften, absorberer infrarød stråling: vanndamp - i nesten hele det infrarøde området av spekteret, karbondioksid - i den midtre delen av det infrarøde området. Tilstedeværelsen av små partikler i luften - støv, røyk, små dråper væske - fører til en svekkelse av styrken til infrarød stråling som et resultat av spredningen på disse partiklene.

William Herschel la først merke til at bak den røde kanten av det prisme-avledede spekteret til Solen var det usynlig stråling som fikk termometeret til å varme opp. Denne strålingen ble senere kalt termisk eller infrarød.

Nær-infrarød stråling er veldig lik synlig lys og oppdages av de samme instrumentene. Midt- og fjern-IR bruker bolometre for å oppdage endringer.

Hele planeten Jorden og alle objekter på den, til og med is, skinner i midten av IR-området. På grunn av dette blir ikke jorden overopphetet av solvarme. Men ikke all infrarød stråling passerer gjennom atmosfæren. Det er bare noen få vinduer med gjennomsiktighet, resten av strålingen absorberes karbondioksid, vanndamp, metan, ozon og andre klimagasser som hindrer jorda i å avkjøles raskt.

På grunn av atmosfærisk absorpsjon og termisk stråling fra objekter, blir mid- og fjern-IR-teleskoper tatt ut i rommet og avkjølt til temperaturen til flytende nitrogen eller til og med helium.

Det infrarøde området er en av de mest interessante for astronomer. Den inneholder kosmisk støv, viktig for dannelsen av stjerner og utviklingen av galakser. IR-stråling passerer gjennom skyer av kosmisk støv bedre enn synlig stråling og lar en se objekter som er utilgjengelige for observasjon i andre deler av spekteret.

Kilder

Et fragment av et av de såkalte Hubble Deep Fields. I 1995 samlet et romteleskop lys fra en del av himmelen i 10 dager. Dette gjorde det mulig å se ekstremt svake galakser opptil 13 milliarder lysår unna (mindre enn én milliard år fra Big Bang). Synlig lys fra slike fjerne objekter gjennomgår et betydelig rødt skifte og blir infrarødt.

Observasjonene ble utført i et område langt fra det galaktiske planet, hvor relativt få stjerner er synlige. Derfor er de fleste av de registrerte objektene galakser på forskjellige stadier av utviklingen.

Den gigantiske spiralgalaksen, også kalt M104, ligger i en klynge av galakser i stjernebildet Jomfruen og er synlig for oss nesten på kanten. Den har en enorm sentral bule (en sfærisk fortykkelse i sentrum av galaksen) og inneholder omtrent 800 milliarder stjerner – 2-3 ganger mer enn Melkeveien.

I sentrum av galaksen er et supermassivt sort hull med en masse på rundt en milliard solmasser. Dette bestemmes av bevegelseshastigheten til stjerner nær sentrum av galaksen. I det infrarøde er en ring av gass og støv tydelig synlig i galaksen, der stjerner aktivt blir født.

Mottakere

Hovedspeil diameter 85 cm laget av beryllium og avkjølt til en temperatur på 5,5 TIL for å redusere speilets egen infrarøde stråling.

Teleskopet ble skutt opp i august 2003 under programmet NASAs fire store observatorier, gjelder også:

• Compton Gamma-ray Observatory (1991–2000, 20 keV-30 GeV), se Sky ved 100 MeV gammastråler,
• Chandra X-ray Observatory (1999, 100 eV-10 keV),
• Hubble Space Telescope (1990, 100–2100 nm),
• Spitzer infrarødt teleskop (2003, 3–180 µm).

Spitzer-teleskopet forventes å ha en levetid på rundt 5 år. Teleskopet fikk navnet sitt til ære for astrofysiker Lyman Spitzer (1914–97), som i 1946, lenge før oppskytingen av den første satellitten, publiserte artikkelen «Advantages for Astronomy of an Extraterrestrial Observatory» og 30 år senere overbeviste NASA og den amerikanske kongressen for å begynne å utvikle et romteleskop.

Sky anmeldelser

Nær-infrarød himmel 1–4 µm og i det mellom-infrarøde området 25 µm(COBE/DIRBE)

I det nær-infrarøde området er Galaxy enda tydeligere synlig enn i det synlige.

Men i mellom-IR-området er Galaxy knapt synlig. Observasjoner er sterkt hemmet av støv i solsystemet. Det ligger langs ekliptikkplanet, som er skråstilt til det galaktiske planet i en vinkel på omtrent 50 grader.

Begge undersøkelsene ble innhentet av DIRBE (Diffuse Infrared Background Experiment) instrumentet om bord på COBE (Cosmic Background Explorer) satellitten. Dette eksperimentet, startet i 1989, produserte komplette kart over infrarød himmellysstyrke fra 1,25 til 240 µm.

Terrestrisk applikasjon

Enheten er basert på en elektron-optisk omformer (EOC), som lar en betydelig (fra 100 til 50 tusen ganger) forsterke svakt synlig eller infrarødt lys.

Linsen lager et bilde på fotokatoden, hvorfra, som i tilfellet med en PMT, blir elektroner slått ut. Deretter akselereres de av høyspenning (10–20 kV), er fokusert av elektronoptikk (et elektromagnetisk felt med en spesielt valgt konfigurasjon) og faller ned på en fluorescerende skjerm som ligner på en TV. På den ses bildet gjennom okularer.

Akselerasjon av fotoelektroner gjør det mulig under dårlige lysforhold å bruke bokstavelig talt hvert kvantum av lys for å få et bilde, men i fullstendig mørke er det nødvendig med bakgrunnsbelysning. For ikke å avsløre tilstedeværelsen av en observatør, bruker de en nær-infrarød illuminator (760–3000 nm).

Det finnes også enheter som oppdager objekters egen termiske stråling i mellom-IR-området (8–14 µm). Slike enheter kalles termiske kameraer, de lar deg legge merke til en person, et dyr eller en oppvarmet motor på grunn av deres termiske kontrast med bakgrunnen rundt.

All energien som forbrukes av en elektrisk varmeovn blir til slutt til varme. En betydelig del av varmen føres bort av luft som kommer i kontakt med den varme overflaten, utvider seg og stiger, slik at hovedsakelig taket varmes opp.

For å unngå dette er varmeovner utstyrt med vifter som leder varm luft, for eksempel til en persons føtter, og hjelper til med å blande luften i rommet. Men det er en annen måte å overføre varme til omkringliggende objekter: infrarød stråling fra en varmeovn. Jo varmere overflaten er og jo større areal dens, jo sterkere er den.

For å øke arealet lages radiatorer flate. Overflatetemperaturen kan imidlertid ikke være høy. Andre varmeovnsmodeller bruker en spiral oppvarmet til flere hundre grader (rød varme) og en konkav metallreflektor som skaper en rettet strøm av infrarød stråling.