紫外线和红外线在日常生活中的应用
绝对零度(-273.15℃)以上的任何东西都能产生红外线。现代物理学称之为热射线。医用红外线可分为近红外线和远红外线两大类。它含有热能,太阳的热量主要通过红外线传递到地球。
紫外线是指电磁波谱中波长在10 nm到400 nm之间,不能引起人的视觉的辐射。1801年,德国物理学家里特发现太阳光谱紫外端的外段可以使含有溴化银的照相胶片感光,从而发现了紫外线的存在。紫外线可以用来杀菌,紫外线过多会导致皮肤癌。
-红外线应用。
红外是波长介于微波和可见光之间的电磁波,波长在750 nm到1 mm之间,是波长比红光更长的不可见光。覆盖室温下物体发出的热辐射的波段。穿透云层的能力比可见光强。它广泛应用于通信、探测、医疗和军事领域。俗称红外光。真正的红外夜视仪是光电倍增管成像,和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(NIR,IR-A DIN)、短波红外(SWIR,IR-B DIN)、中波红外(MWIR,IR-C DIN)和长波红外(LWIR,IR-C DIN)。【1】近红外或短波红外,波长0.76 ~ 1.5微米,深入人体组织,约5 ~ 10mm;远红外线或长波红外线,波长为1.5 ~ 400微米,多被浅表皮肤吸收,透入组织的深度小于2mm。
1,医疗
红外线照射体表后,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,没有色素沉着的皮肤反射约60%的能量。有色皮肤反射大约40%的能量。长波红外线(波长1.5微米以上)照射时,大部分被浅层皮肤组织反射吸收,透入皮肤的深度只有0.05 ~ 2 mm,所以只能作用于皮肤表层组织;短波红外线(波长在1.5微米以内)和红光的近红外线穿透组织最深,穿透深度可达10 mm,可直接作用于皮肤的血管、淋巴管、神经末梢等皮下组织。
在红外区,对人体最有益的波段是4-14微米的波段范围,在医学领域统称为“生育光”,因为这个红外波段对生命的生长有这种促进作用,这种红外线对激活细胞组织和血液循环有很好的作用,可以提高人体免疫力,加强人体新陈代谢。
当足够强度的红外线照射皮肤时,可能会出现红外红斑,停止照射后很快就会消失。当皮肤多次受到大剂量红外线照射时,可产生褐色大理石样色素沉着,这与热使血管壁基底细胞层黑色素形成增强有关。
红外线疗法的基础是温热效应。在红外辐射下,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提高。用红外线治疗慢性炎症时,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。红外线可降低神经系统的兴奋性,缓解疼痛,解除横纹肌和平滑肌的痉挛,促进神经功能的恢复。在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创面的渗出。红外线还常用于治疗扭挫伤,促进组织肿胀和血肿的消散,减少术后粘连,促进瘢痕软化,减少瘢痕挛缩。
红外线对血液的作用:由于红外线可深入人体皮下组织,利用红外线反应可使皮下深层皮肤温度升高,微血管扩张,促进血液循环,复活酶,加强血液和细胞组织的代谢,对细胞年轻化有很大帮助,可改善贫血。调节血压:高血压和动脉硬化一般是由神经系统、内分泌系统、肾脏等小动脉收缩、狭窄引起的。远红外线扩张毛细血管,促进血液循环,可降低高血压,改善低血压症状。
红外线对关节的作用:红外线能深入肌肉关节,使身体温暖,放松肌肉,带动微血管网络中氧气和营养物质的交换,消除体内堆积的疲劳物质、乳酸等衰老废物,对消除肿胀、缓解酸痛有极佳的效果。
红外线对自主神经系统的影响:自主神经系统主要调节内脏功能。人长期处于焦虑状态,自主神经系统不断紧张,会导致免疫力下降、头痛、头晕、失眠乏力、四肢冰冷。红外线可调节自主神经,使其保持最佳状态,上述症状均可得到改善或消除。
红外线对护肤美容的作用:红外线照射人体产生吸收,可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、皮下多余脂肪等。,通过毛囊口和皮下脂肪的激活,而不经过肾脏。所以能让皮肤光滑细嫩。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、燃烧和分解,消耗多余的脂肪,进而有效减肥。
红外线对循环系统的作用:远红外线照射全面而具有穿透力,是唯一能完全照顾全身无数微循环组织系统的理疗方法。微循环通畅后,心脏收缩压降低,氧气和营养物质供应充足,自然就轻松健康了。强化肝功能:肝脏是体内最大的化工厂,是血液净化器。远红外辐射引起的体内热量的深层效应,可以激活细胞,提高组织再生能力,促进细胞生长,强化肝功能,提高肝脏解毒排毒能力,保持内脏环境良好,可以说是最佳的防病策略。
红外线对眼睛的影响:由于眼球内含有较多的液体,对红外线吸收强烈,一定强度的红外线直接照射眼睛会引起白内障。白内障的发生与短波红外线的作用有关;波长大于1.5微米的红外线不会引起白内障。
光浴对身体的作用:光浴的作用因素有红外线、可见光、热空气。轻浴可使大面积,甚至全身出汗,从而减轻肾脏负担,改善肾脏的血液循环,有利于肾功能的恢复。轻浴可使血红蛋白、红细胞、中性粒细胞、淋巴细胞和嗜酸性粒细胞增多,细胞核略向左移位;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,因此可以促进它们的功能恢复正常。全身光浴可明显影响体内代谢过程,增加全身热调节负担;对自主神经系统和心血管系统也有一定作用。
2.红外光源
1.红外辐射器
电阻丝缠绕在瓷棒上,电阻丝通电后发热,使包覆电阻丝的碳棒温度升高(一般不超过500℃),主要发射长波红外线。
红外辐射器有两种:现场辐射器和便携式辐射器。现场红外辐射器功率可达600 ~ 1000瓦以上。近年来,我国一些地区已制成医用远红外辐射器,例如用高硅氧作元件制成远红外辐射器。
2.白炽灯
不同功率的白炽灯泡广泛用作医疗中的红外光源。灯泡中的钨丝通电后温度可达2000 ~ 2500℃。
白炽灯以下列形式用于光疗:
现场白炽灯:采用功率为250 ~ 1000 W的白炽灯泡,反光板之间安装金属网进行保护。工地白炽灯,通常称为太阳灯。
便携式白炽灯:小功率(大多在200W以下)的白炽灯泡安装在一个小反光板内,反光板固定在一个小支架上。
3.光浴装置
分为局部或全身照射两种。根据光浴箱的大小,箱内安装6 ~ 30个40 ~ 60W的灯泡。光浴箱呈半圆形,在箱内固定灯泡的部分可以加一个小的金属反光板。全身光浴箱上要附上温度计,观察箱内温度,随时调整。
3.夜视设备
它具有成像清晰、制作简单的特点,但其致命弱点是红外探照灯发出的红外光会被敌方的红外探测装置发现。20世纪60年代,美国首先研制出被动热成像仪,不发射红外光,不易被敌人发现,具有透过雾雨观察的能力。
1982年4月至6月,英国与阿根廷爆发马尔维纳斯战争。13年4月的深夜,英军进攻了阿根廷守军最大的据点斯坦利港。3000名英军布设的雷区突然出现在阿富汗防线前。英国所有的枪支和火炮都装有红外夜视装置,可以在黑暗中清楚地发现阿富汗军队的目标。而阿富汗军队则缺乏夜视设备,找不到英军。只是被动挨打。在英军火力的精确打击下,阿军支撑不住,英军趁机发起冲锋。到天亮时,英军已经占领了阿富汗防线上的几个主要制高点,阿富汗军队完全处于英军的火力控制之下。6月6日晚上9点,14,14 000阿富汗军队不得不向英军投降。英军领衔红外夜视装备,以实力悬殊赢得了一场战役。
在1991的海湾战争中,在充满风沙硝烟的战场上,美军装备了先进的红外夜视设备,能够在伊军坦克和炮火之前发现对方。伊军只是在美军坦克开火时,从炮口火光中得知敌人就在前方。由此可以看出红外夜视设备在现代战争中的重要作用。
4.透视望远镜
就像F717,打开夜视加滤镜就能看透,但是对棉服效果最差。这本来是一个很有用的功能,然而,用户很快发现,这种红外夜视镜不仅可以用来在晚上看远处,还可以透过人的衣服偷窥身体。这种夜视配件的制造商是山田电装,最初生产用于军事、国防和应用的光学相机。
5.光波炉
光波烤箱的烧烤管由石英管或铜管换成卤素管(即光波管),能快速产生高温高热,冷却速度快,加热效率更高,不会烧焦,保证了食物的色泽。从成本上来说,光波管的成本只比铜管或石英管多几元钱,所以光波管在微波炉技术中的使用非常普遍。
光波炉具有以下优点:
优点1:不挑锅碗瓢盆,保留了电磁炉使用方便、外形美观的优点。弥补了电磁炉只能使用铁制锅碗瓢盆的缺陷,应用范围扩大到所有锅碗瓢盆,被称为永不挑锅碗瓢盆的炊具。
优点二:采用高级微晶玻璃面板,可耐950度高温,燃烧不开裂不变色,面板光亮如镜,易清洗,环保。
优点三:没有高频电磁波的辐射。众所周知,一个普通的电磁炉相当于15手机的辐射,而光波炉是远红外,有保健和加热作用。红外波87%集中在8微米~ 65,438+05微米,红外辐射转化率70%以上,红外能量765.9W。长期服用可以起到保健理疗的作用,特别是。
优点四:功能好,食物好吃,由弱到强的大火设计,火候强劲,热量均匀,保证食物美味。而且是专门为了安全设计的炉子。配有智能过热保护装置,可根据时间自动关闭。即使使用后忘记关机,也绝不会有任何后顾之忧。
优点五:升温快,最高可达700度。通过多级精准功率控制,快速烹饪,热源集中,节能省电。
优点六:全新微电脑控制,高低压绝对分离,防过热保护,防漏电,防水,安全可靠。
优点7:烹饪时无明火、无一氧化碳、卤素灯,让用户轻松识别灶具是否正常工作。
6.热成像仪
缘起:20世纪60年代初,瑞典AGA公司研制成功第二代红外成像器件,在红外寻的系统基础上增加测温功能,称为红外热像仪。
起初由于保密原因,只限于发达国家的军事用途。投入使用的热成像设备可以在夜间或厚云层中探测对方目标,探测伪装目标和高速运动目标。由于国家资金的支持,研发费用的投入很高,仪器的成本也很高。今后,考虑到工业生产发展中的实用性,结合工业红外检测的特点,将会降低仪器的成本。根据民用的要求,通过降低扫描速度来降低生产成本和提高图像分辨率等措施逐渐发展到民用领域。
60年代中期,AGA公司研制出第一台工业实时成像系统(THV),采用液氮冷却,110V电源供电,重约35kg,使用时不便携。经过几代仪器的改进,1986研制的红外热像仪采用热电法制冷。1988推出的全功能热像仪集测温、修改、分析、图像采集、存储于一体,重量不到7 kg,功能、精度、可靠性都有了显著提升。
20世纪90年代中期,美国FSI公司首先成功研制出一种新型红外热像仪(CCD),它是从军用技术(FPA)商业化而来,属于焦平面阵列结构的聚光成像器件。技术功能更先进。在现场测量温度时,只需对准目标拍摄图像,将上述信息存储在机器中的PC卡上,即完成所有操作。可以在室内用软件修改和分析各种参数的设置。最后直接得出检测报告。由于技术的提高和结构的改变,复杂的机械扫描已经被取代。仪器重量不到2 kg,可以像手持相机一样单手轻松操作。原理:红外热像仪是根据绝对零度(-273.15℃)以上的所有物体都辐射红外线,目标与背景本身的差异辐射红外线的基本原理来发现和识别目标的仪器。
特点:由于各种物体、人、动物、车辆、飞机等的红外辐射强度不同。可清晰观察,不受烟、雾、树木等障碍物影响,可昼夜工作。是目前人类掌握的最先进的夜视观测设备。但由于价格极高,目前只能用于军事。但由于热成像应用范围广,在电力、地下管道、消防医疗、救灾、工业检测等方面都有巨大的市场。随着社会经济的发展和科技的进步,红外热成像这一高新技术将在二三十年后广泛应用于私人市场,为人类做出贡献。
-紫外线应用。
1,化学领域
油漆固化、颜料固化、平版印刷。仪器分析:矿石、药物、食品分析。、
2.工业领域
在表面清洁处理中的应用
由于大功率超大功率低压紫外放电管的发展和微电子等产品的小型化,在微电子、超精密器件等产品的制造过程中,利用其产生的短波长紫外线和臭氧对其产品表面进行超精密清洗或提高其表面的附着力和附着力的干光表面处理技术的实际应用取得了快速进展。在半导体器件、液晶显示元件、光学产品等的制造中。为了提高成品率,紫外线和O3臭氧相结合的干法表面处理技术已经成为不可缺少的技术手段。作为氟利昂的替代技术,光滑表面清洗技术将逐渐取代传统的湿法技术。
表面改性处理中的应用
一般工业或高科技领域使用的一些材料性能非常高,对环境也非常有利,但这些材料的附着力和印刷适性一般都很差。公司提供的短波长紫外(UV)表面清洁和表面改性技术,用清洁的高能UV光源处理上述材料后,可获得极其洁净的表面和极强的表面附着力。
改性的基本反应是紫外线引起的氧化反应。紫外线照射固体表面后,表面的污染物被氧化,然后分解成CO2、H2O等挥发性物质,最后挥发消失。而且表面形成了OH、首席运营官、CO、COOH等亲水基团,改性后表面的附着力大大提高。
紫外光源技术的进步保证了UV/O3表面改性技术发挥其突出的优势。UV/O3表面改性技术由于可以获得较高的清洁度和表面附着力,越来越广泛地应用于固体表面处理。
3.生物领域
促进植物生长,诱捕和杀死蚊子。
细菌中脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)和核蛋白的最强紫外吸收峰在254 ~ 257nm之间。细菌吸收紫外线后,DNA链断裂,导致核酸和蛋白质交联,杀死核酸的生物活性,造成细菌死亡。快捷方便,因为没有身体接触,没有二次污染。
4.医学领域
紫外线杀菌、人体保健照射、诱杀害虫、油烟氧化、光-过氧化氢酶(二氧化钛)。杀菌除臭。