Презентация "Инфракрасные волны" по физике – проект, доклад

Получение, использование, история исследования, диапазон, длина волны

Инфракрасные волны

ИНФРАКРАСНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

Инфракрасное излучение – это электромагнитные волны, которые испускает любое нагретое тело, даже если оно не светится. Инфракрасные волны также тепловые волны, т.к. многие источники этих волн вызывают заметное нагревание окружающих тел. невидимое глазом электромагнитное излучение в пределах длин волн от 1-2 мм до 0,74 мкм

Тепловое (инфракрасное) излучение испускают тела в определенном диапазоне температур. Рисунок внизу показывает место нахождения теплового излучения в электромагнитном спектре.

Частотный диапазон

История открытия

Термометр, помещенный за красной частью солнечного спектра, показал повышенную температуру по сравнению с контрольными термометрами расположенными сбоку.

ИК излучение было открыто в 1800 г. английским учёным В. Гершелем, который обнаружил, что в полученном с помощью призмы спектре Солнца за границей красного света (т. е. в невидимой части спектра), температура термометра повышается

Было доказано, что ИК излучение подчиняется законам оптики и, следовательно, имеет ту же природу, что и видимый свет. В 1923 г. советский физик А.А.Глаголева-Аркадьева получила радиоволны ~0,1х10-1см, т. е. соответствующие инфракрасному диапазону длин волн. Экспериментально было доказано, что существует непрерывный переход от видимого излучения к ИК излучению и радиоволновому и, следовательно, все они имеют электромагнитную природу.

Источники инфракрасного излучения

любое нагретое тело большая часть излучения ламп накаливания, газоразрядных ламп около 50% энергии Солнца излучается в инфракрасном диапазоне излучение некоторых лазеров

Диапазоны инфракрасных излучений, используемых в бытовых приборах

а) короткие волны (λ=0,48 мкм) - обжиг автомобильной эмали на заводах Форда; б) средние волны (λ =1,0-1,4 мкм) - искусственный загар в соляриях; в) длинные волны (λ =3,0 мкм) - тотальный прогрев в инфракрасных саунах, обогрев уличных кафе; г) радиоволны (λ =30 мкм) - использование радиоволнового СВЧ-спектра в "микроволновках".

Использование инфракрасного излучения

приборы ночного видения инфракрасные микроскопы, телескопы инфракрасные излучатели художественная фотография стоматология

Для лечебных целей используют искусственные источники теплового излучения: лампы накаливания и инфракрасные излучатели Над возможностью общего прогрева тела с помощью инфракрасного света много лет трудился японский врач Тадаши Ишикава. Изобретенные им излучатели выделяют инфракрасные лучи с длиной волны 3-10 мкм, что дает возможность прогревать человеческое тело до 4 см в глубину, не оказывая, по данным западных специалистов, отрицательного воздействия на здоровье.

Список проблем и заболеваний, которые могут быть устранены регулярным использованием проникающего инфракрасного излучения:

Хронические боли в мышцах Желудочные боли Стрессы Бронхиты Нарушения пищеварения Оздоровление организма Астма Болезни уха, горла, носа Простудные заболевания Пневмония Кожные заболевания Поясничные боли Артрозы Слабость и истощение организма

Высокое / низкое кровяное давление Нарушения циркуляции крови Проблемы излишнего веса Нарушения сна Ревматизм и артрит Ожоги кожи Сердечно – сосудистые заболевания Воспаления суставов Судороги Почечная недостаточность Целлюлит Боли спины Очистка организма от токсинов и шлаков

Очень часто инфракрасная съемка может сделать обычный пейзаж таинственным и интересным. На рисунке фотография парка, выполненная в инфракрасном свете. В обычном черно-белом варианте это изображение не так уж интересно, но в инфракрасном свете оно приобретает необычный жутковатый вид, от которого сложно отвести взгляд.

Обычный городской парк в инфракрасных лучах выглядит мистическим местом

Группа ученых из Глазго (Великобритания) разработала технологию для получения трехмерного изображения участка зуба, пораженного кариесом. Для получения снимков использовался инфракрасный лазер (длина волны около 880 нм). Далее снимки были обработаны с помощью компьютерных технологий, и в результате было получено детальное изображение пораженного фрагмента зуба. Метод позволит выявлять кариес на самых ранних этапах его развития, в то время как общепринятые сегодня методы - "на глазок" или с помощью рентгеновского снимка - работают только в том случае, когда развитие болезни зашло уже достаточно далеко. Если же выявить кариес на ранней стадии, когда внешний слой эмали только начал разрушаться, то он не требует лечения в его традиционном смысле - не потребуется сверлить зуб и накладывать пломбу, а понадобится лишь восстановить эмаль

В Британии сенсация - ученые университета Сандерленда утверждают, что они создали прибор, который разглаживает морщины за 30 минут. Два врача - офтальмохирург Джеймс Хэслам и терапевт Гордон Дугал - разработали простенькое устройство инфракрасного облучения для лечения герпеса - некрасивых "болячек" на губах. И, как часто бывает, случайно обнаружили его косметический эффект. В 95% случаев терапия дала положительный эффект. "Гусиные лапки" исчезали в буквальном смысле на глазах, и пациент молодел лет на 10. Секрет чудо-прибора в том, что инфракрасные лучи стимулируют выработку эластина - белка, благодаря которому кожа становится упругой и гладкой.

Использование инфракрасных прожекторов наиболее целесообразно, когда необходимо вести скрытое наблюдение на максимальных дальностях. Свечение таких светодиодов можно субъективно сравнить с огнём тлеющей сигареты. Глаз практически не воспринимает их излучение

Мощный телескоп, установленный на Гавайях, оснащен инфракрасной камерой, которая позволяет вести съемку на трех разных длинах волн для получения цветных изображений. В инфракрасном диапазоне длин волн можно увидеть в космосе то, что скрыто от глаз в видимом диапазоне длин волн. Например, центр нашей галактики Млечный Путь, который закрыт пылевыми облаками. Но для инфракрасного телескопа пыль не проблема, поэтому с его помощью удалось запечатлеть довольно четкую картину центральной части Млечного Пути, где находится массивная черная дыра, которая в 3 млн. раз тяжелее нашего Солнца. Пыль поглощает видимый свет, испускаемый звездами, расположенными в центре нашей галактики. За счет поглощения видимого излучения пыль нагревается и начинает испускать инфракрасное излучение, и это излучение можно увидеть с помощью ИК-телескопа.

Тепловизионная техника (иначе ее называют тепловидение, термовидение или инфракрасное видение) появилась в прошлом веке, но использовалась главным образом для военных целей - наведения высокоточного оружия на объекты, излучающие тепло. Сегодня она имеет все более обширную область применения: в биологии это - исследование теплопродукции живых организмов и отдельных органов в зависимости от суточных и сезонных циклов в медицине - диагностика сосудистых, воспалительных и опухолевых заболеваний, наблюдение за эффективностью лечения, экспресс-контроль при карантинных мероприятиях противопожарный мониторинг лесных массивов и торфяников наблюдение за состоянием вулканов, смещением зон мерзлоты, степей и пустынь, миграцией животных в технике - контроль за работой машин и механизмов, транспорт энергии, теплоизоляция зданий и сооружений

Живые организмы и ИК излучения