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红外线

科普小知识2022-08-07 13:01:47
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红外线是一种电磁波,波长介于微波和可见光之间,波长介于760纳米(nm)和1毫米(mm)之间,是波长长于红光的不可见光。高于绝对零度(-273.15℃)的所有物质都会产生红外线。现代物理学称之为热辐射。医用红外线可分为两类:近红外线和远红外线。太阳的热量包含热能,主要通过红外线传递给地球。

红外线是太阳光线中许多不可见的光线之一,由英国科学家赫歇尔于1800年发现,也称为红外热辐射。他用三棱镜分解阳光,并在不同颜色的色带位置放置温度计,试图测量不同颜色光的热效应。结果显示,红灯外的温度计升温最快。因此,我们得出结论,在太阳光谱的红光之外,一定有不可见光,这就是红外线。它也可以用作传输介质。太阳光谱中红外线的波长大于可见光,波长为0.75~1000μm。红外线可分为三部分,即近红外线,波长在(0.75-1)和(2.5-3)微米之间;波长在(2.5-3)和(25-40)微米之间的中红外线;波长在(25-40)和l000μ之间的远红外线

红外线是波长在微波和可见光之间的电磁波,波长在760纳米和1毫米之间,是波长比红光长的不可见光。覆盖室温下物体发出的热辐射带。穿透云层的能力比可见光强。它广泛应用于通信、检测、医疗、军事等领域。俗称红外光。

真正的红外夜视仪是光电倍增管成像,这与望远镜的原理完全不同。它不能在白天使用,价格昂贵,需要电源才能工作。

医用治疗红外线主要有近红外线(近红外、红外-红外-红外)、短波红外线(SWIR、红外-红外-紫外)、中波长红外线(MWIR、红外-紫外)和长波红外线(LWIR、红外-紫外)。[1]近红外线,或短波红外线,波长为0.76-1.5微米,深入人体组织约5-10毫米;远红外线或长波红外线的波长为1.5-400微米,大部分被皮肤表面吸收,穿透组织的深度不到2毫米。

红外大气窗

近红外|(近红外-红色,近红外)| 700 ~ 2000纳米| 0.7 ~ 2微米

中红外|(中红外-红色,mir)| 3000 ~ 5000nm | 3 ~ 5微米

远红外| 8000 ~ 14000纳米| 8 ~ 14微米

有形财产

1.热效应

2.穿透云雾的能力很强

发现波长

1666年,牛顿发现了光谱,并测量出可见光的波长为3900-7600埃(400纳米~ 700纳米)。1800年4月24日,伦敦皇家学会的威廉·赫歇尔(William Herschel)发表文章称,除了可见光谱中具有热效应的红光之外,阳光还有一个不可见的扩展光谱。他使用的方法非常简单。使用温度计测量棱镜分裂后不同颜色光的温度。从紫色到红色,人们发现温度逐渐升高。然而,当温度计放在红灯外面时,温度继续上升,从而证实了红外线的存在。紫外线部分也做了同样的测试,但是温度没有升高。1801年,RITTER使用氯化银敏化剂发现了紫外线。负片能感知的近红外波长是肉眼可见的两倍。用底片可以记录的波长上限是13,500埃。如果加上其他特殊设备,最大可以达到20,000埃,然后必须用物理仪器检测。

特性测试

红外线波长更长(无线电、微波、红外线、可见光)。根据波长从长到短的顺序),给人的感觉是热的感觉,而产生的效果是热效应。红外线在穿透过程中到达的距离是多少?如果红外线能穿透原子和分子,它将导致原子和分子的膨胀,并导致原子和分子的解体。真的是这样吗?事实上?红外线频率低,能量不够,远离原子和分子解体的影响。因此,红外线只能穿透原子和分子之间的缝隙,而不能穿透原子和分子的内部。由于红外线只能穿透原子和分子之间的间隙,原子和分子的振动将被加速,间隙将被扩大,即热运动能量将增加。从宏观上看,物质正在熔化、沸腾和蒸发,但物质的本质(原子和分子本身)没有改变,这是红外线的热效应。

因此,我们可以利用红外线的这种激发机制来烘烤食物和使有机聚合物变性,但我们不能利用红外线来产生光电效应,更不用说改变原子核了。

同样,我们不能用无线电波来烘烤食物。无线电波的波长太长,无法穿透有机聚合物之间的缝隙,更不用说使它们变性以达到烘烤食物的目的。

从上面我们知道:波长越短,频率越高,能量越大,波穿透的范围就越大;波长越长,频率越低,能量越小,波的穿透范围越小。

远红外线的

远红外线的发现1800年,德国科学家赫歇尔发现太阳中红外线的外部被肉眼看不见的光源所包围。波长为5.6-1,000微米的“远红外线”在光源照射下会辐射、穿透、吸收并与生物体共振。美国宇航局的研究报告指出,在红外线中,4-14微米的远红外线对人体有益,可以穿透人体内部15厘米,从内部产生热量,促进体内微血管扩张,使血液循环顺畅,达到新陈代谢的目的,进一步提高人体免疫力和治愈率。然而,根据黑体辐射理论,普通材料不容易产生足够强度的远红外线。通常,特殊材料吸收的热量必须通过内部分子的振动转化为能量,以发射更长波长的远红外线。

辐射源区域

白炽发光区

光化范围,也称为“光化学反应区”,是由白炽物体产生的辐射,从可见光到红外线。如灯泡(钨丝灯、钨丝灯)、太阳。

热辐射区域

热物体范围,即由非白炽物体,如电熨斗和其他电热器产生的热射线的平均温度,约为400℃。

热传导区域

发热范围,由沸腾的热水或热蒸汽管产生的热射线。平均温度低于200℃,这一地区也称为“非光化学反应区”。

暖体辐射区

温暖范围内,人体、动物或地热产生的热射线平均温度约为40℃。从摄影和摄影技术的角度来看,光波能量和感光材料的感光度是造成感光度的最重要因素。波长越长,能量越弱,即红外线的能量低于可见光,低于紫外线。然而,高能波必须面对的另一个问题是,能量越高,穿透力越强,并且不能形成反射波以使感光材料能够捕获图像,例如X射线,图像必须在要成像的物体后面拍摄。因此,摄影必须向长波方向发展——“近红外”部分。随着化学和电子技术的发展,以射线照相术为目标的近红外摄影技术已经发展到以下三个方向:

1.近红外底片:以波长为700-900纳米的近红外为主要传感范围,用加入特殊染料的乳剂产生光化学反应,使该波域的光变化转化为化学变化,形成图像。

2.近红外线电子感光材料:以波长为700纳米至2000纳米的近红外线为主要感应范围。它利用主要由硅组成的复合晶体产生光电反应,形成电子图像。

3.中远红外热成像传感材料:以波长3000-14000纳米的中红外和远红外线为主要传感范围,利用特殊传感器和冷却技术形成电子图像。

治疗效果

原则

红外线照射身体表面后,一部分被反射,另一部分被皮肤吸收。皮肤对红外线的反射程度与色素沉着有关。当用波长为0.9微米的红外线照射时,无色素的皮肤反射大约60%的能量。有色皮肤反射大约40%的能量。当受到长波红外线(波长1.5微米或以上)照射时,大部分被皮肤表层组织反射和吸收,穿透皮肤的深度只有0.05-2mm,因此只作用于皮肤表层组织;短波红外线(波长小于1.5微米)和红光近红外线部分穿透组织最深,穿透深度可达10毫米,可直接作用于血管、淋巴管、神经末梢和皮肤的其他皮下组织。

在红外区,对人体最有益的波段是4-14波段,在医学领域统称为“生殖光”,因为这种红外波段可以促进生命的生长,这种红外线对激活细胞组织和血液循环有很好的效果,可以提高人体免疫力,加强人体新陈代谢。

红外线红斑

当用足够强度的红外线照射皮肤时,会出现红斑,并且红斑将在停止照射后很快消失。当皮肤多次受到高剂量红外线照射时,会产生棕色大理石状色素沉着,这与热效应加强血管壁基底细胞层中黑素细胞的色素沉着有关。

治疗效果

红外线疗法的基础是温热效应。在红外线的照射下,组织温度升高,毛细血管扩张,血流加快,物质代谢增加,组织细胞活力和再生能力增强。用红外线治疗慢性炎症,可改善血液循环,增加细胞吞噬功能,消除肿胀,促进炎症消散。红外线可以降低神经系统的兴奋性,缓解疼痛,缓解横纹肌溶解和平滑肌痉挛,促进神经功能的恢复。治疗慢性感染性伤口和慢性溃疡时,可改善组织营养,消除肉芽水肿,促进肉芽生长,加速伤口愈合。红外线辐射可以减少烧伤伤口的渗出。红外线也常用于治疗扭伤和挫伤,促进组织肿胀和血肿消散,减少术后粘连,促进疤痕软化,减少疤痕挛缩等。

红外线对血液的影响

由于红外线能穿透人体皮下组织,红外线反应被用来提高皮下深层皮肤的温度,扩张微血管,促进血液循环,恢复酶,加强血液和细胞组织的新陈代谢,对细胞再生有很大帮助,并能改善贫血。调节血压:高血压和动脉硬化通常是由神经系统、内分泌系统和肾脏等小动脉收缩和狭窄引起的。远红外线扩张毛细血管,促进血液循环,从而降低高血压,改善低血压症状。

红外线对关节的影响

红外线可以到达肌肉关节的深度,使身体内部温暖,放松肌肉,驱动微血管网的氧气和营养交换,消除积累的疲劳物质和老化废物,如乳酸等。具有很好的消肿止痛效果。

红外线对自主神经的影响

自主神经主要调节内脏功能。人们长期处于焦虑状态。自主神经系统的持续紧张会导致免疫力下降、头痛、头晕、失眠、疲劳和四肢冰冷。红外线可以调节自主神经,保持最佳状态,上述症状可以改善或消除。

红外线在护肤美容中的作用

红外辐射能共振并吸收人体,并能直接代谢引起疲劳和衰老的物质,如乳酸、游离脂肪酸、胆固醇、多余的皮下脂肪等。由于毛囊口和皮下脂肪的激活,来自皮肤而不经过肾脏。因此,它可以使皮肤光滑和温柔。远红外线的理疗作用可以提高体内热能,激活细胞,从而促进脂肪组织的新陈代谢,燃烧分解,消耗多余脂肪,进而有效减肥。

红外线对循环系统的影响

远红外辐射的全面深度渗透是唯一能充分保护全身无数微循环组织系统的物理治疗方法。微循环通畅后,心脏收缩压降低,氧气和营养供应充足,身体自然轻盈健康。增强肝功能:肝脏是人体内最大的化学工厂和血液净化器。远红外辐射引起的体内深部热效应可以激活细胞,提高组织再生能力,促进细胞生长,增强肝功能,提高肝脏解毒排毒效果,保持内脏环境良好,可以说是疾病预防的最佳策略。

红外线对眼睛的影响

由于眼球中含有较多的液体,对红外线有很强的吸收能力,当一定强度的红外线直接照射眼睛时,会造成白内障。白内障与短波红外效应有关。波长大于1.5微米的红外线不会导致白内障。

光浴对身体的影响

光浴的作用因素有红外线、可见光和热空气。光浴,可以使大面积、甚至全身出汗,从而减轻肾脏的负担,并能改善肾脏的血液循环,有利于肾功能的恢复。光浴可以增加血红蛋白、红细胞、中性粒细胞、淋巴细胞和嗜酸性粒细胞,并使细胞核稍微向左移动。增强免疫力。局部沐浴可以改善神经和肌肉的血液供应和营养,从而促进它们的正常功能。全身光浴能明显影响体内的代谢过程,增加全身热量调节的负担。对自主神经系统和心血管系统也有一定的作用。

设备和处理方法

红外光源

1.红外辐射器

电阻丝缠绕在瓷棒上,电阻丝通电后产生热量,使电阻丝外包覆的碳棒温度升高(一般不超过500℃),主要发射长波红外线。红外辐射器有两种类型:现场型和便携式。现场型红外辐射器的功率可以达到600-1000瓦或更高。

近年来,我国一些地区制造了医用远红外辐射器。例如,高硅氧被用作制造远红外辐射器的元素。

2.白炽灯

各种功率的白炽灯在医疗中被广泛用作红外光源。灯泡中钨丝通电后温度可达2000 ~ 2500℃。

白炽灯用于光线疗法的形式如下:

现场型白炽灯:在反光罩之间安装一个金属网,保护功率为250 ~ 1000瓦的白炽灯..现场型白炽灯,通常称为太阳灯。

便携式白炽灯:功率较小(大多小于200瓦)的白炽灯安装在一个固定在小支架上的小反射镜中。

3.光浴装置

它可以分为局部或全身照射。根据光浴箱的大小,在箱内安装6至30个重量为40至60的灯泡。光浴盒是半圆形的,可以在固定灯泡的部分增加一个小的金属反光罩。全身光浴箱应附有温度计,以便观察箱内温度并随时调整。

红外线治疗的操作方法

1.患者应采取适当的姿势并暴露受照射部位。

2.检查被照射部位的温暖感觉是否正常。

3.将灯移到照射部位的上方或侧面,距离一般如下:

功率在500瓦以上,灯距应在50 ~ 60厘米以上。功率为250-300瓦,灯距为30-40厘米。功率小于200瓦,灯距约20厘米。

4.当使用局部或全身光浴时,光浴箱的两端需要用布片覆盖。通电后3 ~ 5分钟,应询问患者温暖感是否合适。光浴箱内的温度应保持在40 ~ 50℃。

5.每次照射持续15-30分钟,每天1-2次,15-20次为一个疗程。

6.治疗结束时,擦干受照射部位的汗水。患者出门前应在室内休息10 ~ 15分钟。

[附件]注意事项

(1)在治疗过程中,患者不得移动身体位置以防止烧伤。

(2)如果您在照射过程中感到过热、心悸、头晕等反应,应立即通知工作人员。

(3)当受照射部位靠近眼睛或光线能到达眼睛时,用纱布覆盖眼睛。

(4)当患部出现热感觉障碍或新鲜疤痕和植皮部位受到照射时,应使用小剂量,并密切观察局部反应,以避免烧伤。

(5)红外线照射一般不用于血液循环障碍部位,以及较明显的毛细血管或血管扩张部位。

照射方式和照射剂量的选择

1.不同辐照方法的选择

红外辐射主要用于局部治疗。在某些情况下,如儿童全身紫外线辐射,红外线辐射也可以与全身照射结合使用。如果局部照射需要很深的热效应,最好使用白炽灯(即太阳能灯)。局部光浴可用于治疗慢性风湿性关节炎。治疗多发性周围神经炎可以用全身光浴。

2.辐射剂量

红外治疗剂量的大小主要根据患者的特征、位置、年龄和身体的功能状态来确定。当受到红外线照射时,患者会有一种舒适的温暖感觉,皮肤上会出现红色且均匀的红斑。如果出现大理石红斑,这是过热的表现。皮肤温度不得超过45℃,否则可能会烫伤。

主要适应症和禁忌症

(1)迹象

类风湿性关节炎、慢性支气管炎、胸膜炎、慢性胃炎、慢性肠炎、神经根炎、神经炎、多发性周围神经炎、痉挛性麻痹、弛缓性麻痹、周围神经损伤、软组织损伤、慢性创伤、冻伤、烧伤、褥疮、慢性淋巴结炎、慢性静脉炎、注射后硬结、术后粘连、疤痕挛缩、产后缺乳、乳头裂、外阴炎、慢性盆腔炎、湿疹、神经性皮炎、皮肤溃疡等。

(2)禁忌

有出血倾向、高热、活动性肺结核、严重动脉硬化、闭塞性脉管炎等。

处方示例

(1)双膝关节红外线照射:灯距40厘米,30分钟,一天一次,7次。适应症:慢性风湿性关节炎

(2)红外线照射右胸(下半部)灯之间的距离为50厘米,20分钟,每天一次,8次。适应症:右干胸膜炎

(3)太阳灯照射腰骶部:灯距40厘米,20-30分钟,一天一次,6次。适应症:腰骶神经根炎

(4)全身光浴:箱内温度40-45℃,20-30分钟,一天一次,8次。适应症:多发性周围神经炎

(5)左小腿局部光浴:20-30分钟,一天一次,8次。适应症:左侧腓总神经损伤