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紫外線和紅外線在日常生活中的應用

紅外是波長介於微波和可見光之間的電磁波,是波長介於760納米(nm)和1毫米(mm)之間的不可見光,比紅光長。

絕對零度(-273.15℃)以上的任何東西都能產生紅外線。現代物理學稱之為熱射線。醫用紅外線可分為近紅外線和遠紅外線兩大類。它含有熱能,太陽的熱量主要通過紅外線傳遞到地球。

紫外線是指電磁波譜中波長在10 nm到400 nm之間,不能引起人的視覺的輻射。1801年,德國物理學家裏特發現太陽光譜紫外端的外段可以使含有溴化銀的照相膠片感光,從而發現了紫外線的存在。紫外線可以用來殺菌,紫外線過多會導致皮膚癌。

-紅外線應用。

紅外是波長介於微波和可見光之間的電磁波,波長在750 nm到1 mm之間,是波長比紅光更長的不可見光。覆蓋室溫下物體發出的熱輻射的波段。穿透雲層的能力比可見光強。它廣泛應用於通信、探測、醫療和軍事領域。俗稱紅外光。真正的紅外夜視儀是光電倍增管成像,和望遠鏡的原理完全不同。它不能在白天使用,價格昂貴,需要電源才能工作。

醫用治療紅外線主要有近紅外(NIR,IR-A DIN)、短波紅外(SWIR,IR-B DIN)、中波紅外(MWIR,IR-C DIN)和長波紅外(LWIR,IR-C DIN)。【1】近紅外或短波紅外,波長0.76 ~ 1.5微米,深入人體組織,約5 ~ 10mm;遠紅外線或長波紅外線,波長為1.5 ~ 400微米,多被淺表皮膚吸收,透入組織的深度小於2mm。

1,醫療

紅外線照射體表後,壹部分被反射,另壹部分被皮膚吸收。皮膚對紅外線的反射程度與色素沈著有關。當用波長為0.9微米的紅外線照射時,沒有色素沈著的皮膚反射約60%的能量。有色皮膚反射大約40%的能量。長波紅外線(波長1.5微米以上)照射時,大部分被淺層皮膚組織反射吸收,透入皮膚的深度只有0.05 ~ 2 mm,所以只能作用於皮膚表層組織;短波紅外線(波長在1.5微米以內)和紅光的近紅外線穿透組織最深,穿透深度可達10 mm,可直接作用於皮膚的血管、淋巴管、神經末梢等皮下組織。

在紅外區,對人體最有益的波段是4-14微米的波段範圍,在醫學領域統稱為“生育光”,因為這個紅外波段對生命的生長有這種促進作用,這種紅外線對激活細胞組織和血液循環有很好的作用,可以提高人體免疫力,加強人體新陳代謝。

當足夠強度的紅外線照射皮膚時,可能會出現紅外紅斑,停止照射後很快就會消失。當皮膚多次受到大劑量紅外線照射時,可產生褐色大理石樣色素沈著,這與熱使血管壁基底細胞層黑色素形成增強有關。

紅外線療法的基礎是溫熱效應。在紅外輻射下,組織溫度升高,毛細血管擴張,血流加快,物質代謝增加,組織細胞活力和再生能力提高。用紅外線治療慢性炎癥時,可改善血液循環,增加細胞吞噬功能,消除腫脹,促進炎癥消散。紅外線可降低神經系統的興奮性,緩解疼痛,解除橫紋肌和平滑肌的痙攣,促進神經功能的恢復。在治療慢性感染性傷口和慢性潰瘍時,可改善組織營養,消除肉芽水腫,促進肉芽生長,加速傷口愈合。紅外線輻射可以減少燒傷創面的滲出。紅外線還常用於治療扭挫傷,促進組織腫脹和血腫的消散,減少術後粘連,促進瘢痕軟化,減少瘢痕攣縮。

紅外線對血液的作用:由於紅外線可深入人體皮下組織,利用紅外線反應可使皮下深層皮膚溫度升高,微血管擴張,促進血液循環,復活酶,加強血液和細胞組織的代謝,對細胞年輕化有很大幫助,可改善貧血。調節血壓:高血壓和動脈硬化壹般是由神經系統、內分泌系統、腎臟等小動脈收縮、狹窄引起的。遠紅外線擴張毛細血管,促進血液循環,可降低高血壓,改善低血壓癥狀。

紅外線對關節的作用:紅外線能深入肌肉關節,使身體溫暖,放松肌肉,帶動微血管網絡中氧氣和營養物質的交換,消除體內堆積的疲勞物質、乳酸等衰老廢物,對消除腫脹、緩解酸痛有極佳的效果。

紅外線對自主神經系統的影響:自主神經系統主要調節內臟功能。人長期處於焦慮狀態,自主神經系統不斷緊張,會導致免疫力下降、頭痛、頭暈、失眠乏力、四肢冰冷。紅外線可調節自主神經,使其保持最佳狀態,上述癥狀均可得到改善或消除。

紅外線對護膚美容的作用:紅外線照射人體產生吸收,可直接代謝引起疲勞和衰老的物質,如乳酸、遊離脂肪酸、膽固醇、皮下多余脂肪等。,通過毛囊口和皮下脂肪的激活,而不經過腎臟。所以能讓皮膚光滑細嫩。遠紅外線的理療作用,可以提高體內熱能,激活細胞,從而促進脂肪組織的新陳代謝、燃燒和分解,消耗多余的脂肪,進而有效減肥。

紅外線對循環系統的作用:遠紅外線照射全面而具有穿透力,是唯壹能完全照顧全身無數微循環組織系統的理療方法。微循環通暢後,心臟收縮壓降低,氧氣和營養物質供應充足,自然就輕松健康了。強化肝功能:肝臟是體內最大的化工廠,是血液凈化器。遠紅外輻射引起的體內熱量的深層效應,可以激活細胞,提高組織再生能力,促進細胞生長,強化肝功能,提高肝臟解毒排毒能力,保持內臟環境良好,可以說是最佳的防病策略。

紅外線對眼睛的影響:由於眼球內含有較多的液體,對紅外線吸收強烈,壹定強度的紅外線直接照射眼睛會引起白內障。白內障的發生與短波紅外線的作用有關;波長大於1.5微米的紅外線不會引起白內障。

光浴對身體的作用:光浴的作用因素有紅外線、可見光、熱空氣。輕浴可使大面積,甚至全身出汗,從而減輕腎臟負擔,改善腎臟的血液循環,有利於腎功能的恢復。輕浴可使血紅蛋白、紅細胞、中性粒細胞、淋巴細胞和嗜酸性粒細胞增多,細胞核略向左移位;增強免疫力。局部沐浴可以改善神經和肌肉的血液供應和營養,因此可以促進它們的功能恢復正常。全身光浴可明顯影響體內代謝過程,增加全身熱調節負擔;對自主神經系統和心血管系統也有壹定作用。

2.紅外光源

1.紅外輻射器

電阻絲纏繞在瓷棒上,電阻絲通電後發熱,使包覆電阻絲的碳棒溫度升高(壹般不超過500℃),主要發射長波紅外線。

紅外輻射器有兩種:現場輻射器和便攜式輻射器。現場紅外輻射器功率可達600 ~ 1000瓦以上。近年來,我國壹些地區已制成醫用遠紅外輻射器,例如用高矽氧作元件制成遠紅外輻射器。

2.白熾燈

不同功率的白熾燈泡廣泛用作醫療中的紅外光源。燈泡中的鎢絲通電後溫度可達2000 ~ 2500℃。

白熾燈以下列形式用於光療:

現場白熾燈:采用功率為250 ~ 1000 W的白熾燈泡,反光板之間安裝金屬網進行保護。工地白熾燈,通常稱為太陽燈。

便攜式白熾燈:小功率(大多在200W以下)的白熾燈泡安裝在壹個小反光板內,反光板固定在壹個小支架上。

3.光浴裝置

分為局部或全身照射兩種。根據光浴箱的大小,箱內安裝6 ~ 30個40 ~ 60W的燈泡。光浴箱呈半圓形,在箱內固定燈泡的部分可以加壹個小的金屬反光板。全身光浴箱上要附上溫度計,觀察箱內溫度,隨時調整。

3.夜視設備

它具有成像清晰、制作簡單的特點,但其致命弱點是紅外探照燈發出的紅外光會被敵方的紅外探測裝置發現。20世紀60年代,美國首先研制出被動熱成像儀,不發射紅外光,不易被敵人發現,具有透過霧雨觀察的能力。

1982年4月至6月,英國與阿根廷爆發馬爾維納斯戰爭。13年4月的深夜,英軍進攻了阿根廷守軍最大的據點斯坦利港。3000名英軍布設的雷區突然出現在阿富汗防線前。英國所有的槍支和火炮都裝有紅外夜視裝置,可以在黑暗中清楚地發現阿富汗軍隊的目標。而阿富汗軍隊則缺乏夜視設備,找不到英軍。只是被動挨打。在英軍火力的精確打擊下,阿軍支撐不住,英軍趁機發起沖鋒。到天亮時,英軍已經占領了阿富汗防線上的幾個主要制高點,阿富汗軍隊完全處於英軍的火力控制之下。6月6日晚上9點,14,14 000阿富汗軍隊不得不向英軍投降。英軍領銜紅外夜視裝備,以實力懸殊贏得了壹場戰役。

在1991的海灣戰爭中,在充滿風沙硝煙的戰場上,美軍裝備了先進的紅外夜視設備,能夠在伊軍坦克和炮火之前發現對方。伊軍只是在美軍坦克開火時,從炮口火光中得知敵人就在前方。由此可以看出紅外夜視設備在現代戰爭中的重要作用。

4.透視望遠鏡

就像F717,打開夜視加濾鏡就能看透,但是對棉服效果最差。這本來是壹個很有用的功能,然而,用戶很快發現,這種紅外夜視鏡不僅可以用來在晚上看遠處,還可以透過人的衣服偷窺身體。這種夜視配件的制造商是山田電裝,最初生產用於軍事、國防和應用的光學相機。

5.光波爐

光波烤箱的燒烤管由石英管或銅管換成鹵素管(即光波管),能快速產生高溫高熱,冷卻速度快,加熱效率更高,不會燒焦,保證了食物的色澤。從成本上來說,光波管的成本只比銅管或石英管多幾元錢,所以光波管在微波爐技術中的使用非常普遍。

光波爐具有以下優點:

優點1:不挑鍋碗瓢盆,保留了電磁爐使用方便、外形美觀的優點。彌補了電磁爐只能使用鐵制鍋碗瓢盆的缺陷,應用範圍擴大到所有鍋碗瓢盆,被稱為永不挑鍋碗瓢盆的炊具。

優點二:采用高級微晶玻璃面板,可耐950度高溫,燃燒不開裂不變色,面板光亮如鏡,易清洗,環保。

優點三:沒有高頻電磁波的輻射。眾所周知,壹個普通的電磁爐相當於15手機的輻射,而光波爐是遠紅外,有保健和加熱作用。紅外波87%集中在8微米~ 65,438+05微米,紅外輻射轉化率70%以上,紅外能量765.9W。長期服用可以起到保健理療的作用,特別是。

優點四:功能好,食物好吃,由弱到強的大火設計,火候強勁,熱量均勻,保證食物美味。而且是專門為了安全設計的爐子。配有智能過熱保護裝置,可根據時間自動關閉。即使使用後忘記關機,也絕不會有任何後顧之憂。

優點五:升溫快,最高可達700度。通過多級精準功率控制,快速烹飪,熱源集中,節能省電。

優點六:全新微電腦控制,高低壓絕對分離,防過熱保護,防漏電,防水,安全可靠。

優點7:烹飪時無明火、無壹氧化碳、鹵素燈,讓用戶輕松識別竈具是否正常工作。

6.熱成像儀

緣起:20世紀60年代初,瑞典AGA公司研制成功第二代紅外成像器件,在紅外尋的系統基礎上增加測溫功能,稱為紅外熱像儀。

起初由於保密原因,只限於發達國家的軍事用途。投入使用的熱成像設備可以在夜間或厚雲層中探測對方目標,探測偽裝目標和高速運動目標。由於國家資金的支持,研發費用的投入很高,儀器的成本也很高。今後,考慮到工業生產發展中的實用性,結合工業紅外檢測的特點,將會降低儀器的成本。根據民用的要求,通過降低掃描速度來降低生產成本和提高圖像分辨率等措施逐漸發展到民用領域。

60年代中期,AGA公司研制出第壹臺工業實時成像系統(THV),采用液氮冷卻,110V電源供電,重約35kg,使用時不便攜。經過幾代儀器的改進,1986研制的紅外熱像儀采用熱電法制冷。1988推出的全功能熱像儀集測溫、修改、分析、圖像采集、存儲於壹體,重量不到7 kg,功能、精度、可靠性都有了顯著提升。

20世紀90年代中期,美國FSI公司首先成功研制出壹種新型紅外熱像儀(CCD),它是從軍用技術(FPA)商業化而來,屬於焦平面陣列結構的聚光成像器件。技術功能更先進。在現場測量溫度時,只需對準目標拍攝圖像,將上述信息存儲在機器中的PC卡上,即完成所有操作。可以在室內用軟件修改和分析各種參數的設置。最後直接得出檢測報告。由於技術的提高和結構的改變,復雜的機械掃描已經被取代。儀器重量不到2 kg,可以像手持相機壹樣單手輕松操作。原理:紅外熱像儀是根據絕對零度(-273.15℃)以上的所有物體都輻射紅外線,目標與背景本身的差異輻射紅外線的基本原理來發現和識別目標的儀器。

特點:由於各種物體、人、動物、車輛、飛機等的紅外輻射強度不同。可清晰觀察,不受煙、霧、樹木等障礙物影響,可晝夜工作。是目前人類掌握的最先進的夜視觀測設備。但由於價格極高,目前只能用於軍事。但由於熱成像應用範圍廣,在電力、地下管道、消防醫療、救災、工業檢測等方面都有巨大的市場。隨著社會經濟的發展和科技的進步,紅外熱成像這壹高新技術將在二三十年後廣泛應用於私人市場,為人類做出貢獻。

-紫外線應用。

1,化學領域

油漆固化、顏料固化、平版印刷。儀器分析:礦石、藥物、食品分析。、

2.工業領域

在表面清潔處理中的應用

由於大功率超大功率低壓紫外放電管的發展和微電子等產品的小型化,在微電子、超精密器件等產品的制造過程中,利用其產生的短波長紫外線和臭氧對其產品表面進行超精密清洗或提高其表面的附著力和附著力的幹光表面處理技術的實際應用取得了快速進展。在半導體器件、液晶顯示元件、光學產品等的制造中。為了提高成品率,紫外線和O3臭氧相結合的幹法表面處理技術已經成為不可缺少的技術手段。作為氟利昂的替代技術,光滑表面清洗技術將逐漸取代傳統的濕法技術。

表面改性處理中的應用

壹般工業或高科技領域使用的壹些材料性能非常高,對環境也非常有利,但這些材料的附著力和印刷適性壹般都很差。公司提供的短波長紫外(UV)表面清潔和表面改性技術,用清潔的高能UV光源處理上述材料後,可獲得極其潔凈的表面和極強的表面附著力。

改性的基本反應是紫外線引起的氧化反應。紫外線照射固體表面後,表面的汙染物被氧化,然後分解成CO2、H2O等揮發性物質,最後揮發消失。而且表面形成了OH、首席運營官、CO、COOH等親水基團,改性後表面的附著力大大提高。

紫外光源技術的進步保證了UV/O3表面改性技術發揮其突出的優勢。UV/O3表面改性技術由於可以獲得較高的清潔度和表面附著力,越來越廣泛地應用於固體表面處理。

3.生物領域

促進植物生長,誘捕和殺死蚊子。

細菌中脫氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)和核蛋白的最強紫外吸收峰在254 ~ 257nm之間。細菌吸收紫外線後,DNA鏈斷裂,導致核酸和蛋白質交聯,殺死核酸的生物活性,造成細菌死亡。快捷方便,因為沒有身體接觸,沒有二次汙染。

4.醫學領域

紫外線殺菌、人體保健照射、誘殺害蟲、油煙氧化、光-過氧化氫酶(二氧化鈦)。殺菌除臭。