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紅外線和紫外線的應(yīng)用
紅外線和紫外線的應(yīng)用
紫外線的保健作用
過度接觸紫外線，會(huì)燒傷皮膚，或引起老年性白內(nèi)障，甚至引起皮膚癌等。但適量的紫外線對(duì)人體卻有許多好處：
殺菌消毒人體的表皮中分布著一種基底細(xì)胞，這種細(xì)胞含有“黑色素原” 是一種酪氨酸物質(zhì) ，在紫外線的作用下，“黑色素原”變?yōu)楹谏�，沉著于被曬的皮膚表面，使皮膚呈均勻的黑褐色。這就是日光曬黑皮膚的重要原因。這種沉著的色素可吸收較多的光能，迅速轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽⒋碳ず瓜俜置诙�。曬太�?yáng)能殺死皮膚上的細(xì)菌，預(yù)防癤瘡、毛囊炎等皮膚病。室內(nèi)常進(jìn)陽(yáng)光，勤曬被褥，可減少疾病的傳播。
促進(jìn)鈣磷代謝人體皮膚中含有固醇類物質(zhì)，這種物質(zhì)經(jīng)陽(yáng)光中的紫外線照射可變?yōu)榫S生素D。維生素D進(jìn)人血液后改善鈣、磷的代謝，有抗佝僂病、骨軟化和老年骨質(zhì)疏松的作用。
增強(qiáng)機(jī)體的免疫能力陽(yáng)光中紫外線的照射，能刺激機(jī)體的造血機(jī)能，使紅血球的數(shù)量增多，血色素增加，改善紅細(xì)胞質(zhì)量，改善肌肉的活動(dòng)狀態(tài)，還能降低血壓、血糖、膽固醇、增加機(jī)體免疫能力，促進(jìn)機(jī)體細(xì)胞吸氧能力和新陳代謝，減輕氣喘病和關(guān)節(jié)疼痛，舒筋活血，增強(qiáng)體質(zhì)。
那么，應(yīng)在什么時(shí)間接受紫外線？盛夏時(shí)11－17時(shí)不宜接受陽(yáng)光曬，因?yàn)檫@段時(shí)間紅外線太強(qiáng)，一般能達(dá)到每分鐘每立方米1.5卡以上，所產(chǎn)生的溫度是37℃－45℃。春秋季節(jié)7－10點(diǎn)，或15－16點(diǎn)，這段時(shí)間，陽(yáng)光中紫外線強(qiáng)，紅外線弱。
雖然紫外線過量對(duì)人體造成傷害，但人體的健康成長(zhǎng)又離不開紫外線。皮膚中7-脫氫膽固醇經(jīng)光照射轉(zhuǎn)變成維生素D3，維生素D3對(duì)維持人體細(xì)胞內(nèi)外鈣離子濃度，調(diào)節(jié)鈣磷代謝具有重要的生理功能。在日照不足的國(guó)家，嬰幼兒的佝僂病和成人的骨質(zhì)軟化和骨質(zhì)疏松癥的發(fā)病多，嬰兒的茁壯成長(zhǎng)離不開適量的日光浴，人體需要適量的紫外線，因此，適量的光照還是必要的。
在紅光以外的、肉眼看不見的、具有熱效應(yīng)的光線稱為紅外線。
是波長(zhǎng)比可見光還要長(zhǎng),肉眼看不見的光段,紅外線是太陽(yáng)光線中眾多不可見光線中的一種，由德國(guó)科學(xué)家霍胥爾于1800年發(fā)現(xiàn)，又稱為紅外熱輻射,太陽(yáng)光譜上紅外線的波長(zhǎng)大于可見光線，波長(zhǎng)為0.75～1000μm。紅外線可分為三部分m.dameics.com，即近紅外線，波長(zhǎng)為0.75～
1.50μm之間；中紅外線，波長(zhǎng)為1.50～6.0μm之間；遠(yuǎn)紅外線，波長(zhǎng)為6.0～l000μm 之間。
真正的紅外線夜視儀是光電倍增管成像，與望遠(yuǎn)鏡原理全完不同，白天不能使用，價(jià)格昂貴且需電源才能工作。
紫外線的波長(zhǎng)短于紅外線，紅外線在可見光波段紅光外側(cè)，紫外線在可見光波段紫光外測(cè)。紅外線主要是熱作用，可以用于加熱，對(duì)紅外線強(qiáng)度的探測(cè)也可以用于識(shí)別物體。紫外線可以利用其波長(zhǎng)短、頻率高、能量大的特點(diǎn)進(jìn)行殺菌、化學(xué)催化等工作
紅外線在家庭生活中已逐漸占據(jù)地位，所謂家電中紅外線技術(shù)的應(yīng)用，是指它通過特殊的設(shè)計(jì)將煤氣燃燒所產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)化為無焰燃燒紅外線熱所輻射傳遞，由于燃燒方式與傳統(tǒng)機(jī)理上的革命，使紅外線具有普通燃?xì)庠钏鶡o可比擬的顯著優(yōu)勢(shì)：高效節(jié)能，環(huán)保健康，潔凈衛(wèi)生，安全可靠。就像微波爐，微波爐又稱微波烤箱，顧名思義，是一種利用微波輻射來加熱食品的烤箱，在爐子的上方側(cè)面裝有磁電管，通電后產(chǎn)生微波，微波穿通食物，使食物內(nèi)分子產(chǎn)生高溫振蕩、摩擦生熱。微波爐比一般烤箱烹制更快捷，并帶有溫度調(diào)控系統(tǒng)和定
時(shí)器。還有一種長(zhǎng)波紅外線，穿透皮膚的深度一般在0.05—1毫米，最多穿透3—5毫米，而短波紅外線穿透力強(qiáng)，一般在1厘米。短波紅外線如不加防護(hù)對(duì)人體的眼睛有傷害，可使晶體混濁，蛋白質(zhì)變化。由于遠(yuǎn)紅外線具有較好的熱效應(yīng)，會(huì)引起一系列的生理效應(yīng)。如：
1、改善人體微循環(huán)；2、提高免疫力，提高機(jī)體血液中吞噬細(xì)胞的吞噬功能，從而提高人體的免疫力和抗病能力；3、具有消炎、消腫的作用；4、有活血鎮(zhèn)痛的作用；5、激活生物大分了的活性，活化組織細(xì)胞。就像現(xiàn)在市場(chǎng)上的中脈遠(yuǎn)弘保健內(nèi)衣就是利用這個(gè)原理。 紫外線，實(shí)在光譜的紫端以外，它主要有化學(xué)作用和熒光作用，以及生理作用，在化學(xué)上它能起一些很專業(yè)的用，例如使顏料、涂料固化，還有光刻這都是利用紫外線來進(jìn)行；在廚房、醫(yī)院里，我們常常能夠見到一種用來殺菌的燈，那就是利用紫外線的生理作用，紫外線的殺菌效果是非常強(qiáng)的，下圖是紫外線對(duì)常見細(xì)菌病毒的殺菌效率（輻射強(qiáng)度：30000?W/cm2）；
在商場(chǎng)中常見的驗(yàn)鈔燈，則是利用紫外線能使熒光物質(zhì)發(fā)光，在錢票或商標(biāo)的某些位置用熒光物質(zhì)印上標(biāo)記，在紫外線下識(shí)別這些標(biāo)記，這是一種很有效的防偽標(biāo)志。在夏季的時(shí)候我們都會(huì)涂上防曬霜，可是防曬霜為什么有的需要在出門前十幾分鐘涂呢？為什么大家感覺防曬霜很油呢？那么我們說防曬有兩種，一種是化學(xué)防曬，涂上防曬霜后，和皮膚和空氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成一層膜，去將紫外線吸收，這種會(huì)對(duì)皮膚有所損傷，所以我們要選擇物理防曬，可以即搽即出門，是通過反射紫外線達(dá)到防曬效果，而為什么要防曬呢？因?yàn)樵谙募娟?yáng)光中紫外線中的uvb增強(qiáng)，很容易造成肌膚老化，曬傷，從而無法還原
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，紅外線和紫外線家會(huì)有越來越多的新功能被發(fā)現(xiàn)，將會(huì)有更多紅外線和紫外線設(shè)備制造出來為人們?cè)旄！?/p>
紅外線會(huì)使人體受到照射的部位溫度升高，血管擴(kuò)張，血液流動(dòng)加快，皮膚和組織的營(yíng)養(yǎng)狀況得到改善。同時(shí)，還能調(diào)整睡眠節(jié)律，提升食欲，促進(jìn)細(xì)胞增生，令人心情舒暢。
紫外線能有效地殺滅細(xì)菌、病毒，增強(qiáng)免疫能力，可促進(jìn)機(jī)體對(duì)鈣、磷等微量元素的吸收利用，有利于骨骼的生長(zhǎng)發(fā)育，防止佝僂病出現(xiàn)。不過，過強(qiáng)的紫外線，將削弱機(jī)體的抗病能力，導(dǎo)致皮膚癌的發(fā)生。
儀器分析
一定強(qiáng)度和波長(zhǎng)的紫外線，照射物質(zhì)（部分物質(zhì)需要加入熒光染料）時(shí)，會(huì)物質(zhì)元素發(fā)出熒光(光致發(fā)光)，根據(jù)熒光的顏色，即可判斷出該元素的含量。如鉛，汞等重金屬，農(nóng)藥殘留物等都可用此種方法檢測(cè)。日光燈就是利用這種原理。
?黑光燈（紫外線燈）誘蟲
大部分昆蟲的復(fù)眼對(duì)365nm紫外線特別敏感，在晚上，點(diǎn)燃一只紫外線燈，對(duì)昆蟲來說猶如光明世界一樣。
?人體保健照射
280～320nm的紫外線稱為保健紫外線。
照射皮膚后，使皮膚內(nèi)的7－脫氫麥角膽固醇，轉(zhuǎn)化為維生素D3和D2，防止佝僂病和職業(yè)�。ǖV工等）。
市面已有保健型紫外線燈供應(yīng)。
?油煙氧化－光解氧化技術(shù)
用紫外光來改變其油脂的分子鏈，同時(shí)這種紫外光與空氣中的氧反應(yīng)后產(chǎn)生臭氧，將油脂分子冷燃生成二氧化碳和水，油煙中的有機(jī)物被光解氧化，異味也隨之消除。
?光觸酶（二氧化鈦）
在建筑材料或家用電器材料表面加入（或涂覆）少量的納米級(jí)二氧化鈦粉末，在使用過程中，可以吸附揮發(fā)性有機(jī)物VOC （如甲醛、苯，甲苯、乙醇、氯仿等 ），用紫外線照射后可分解這些有機(jī)物。
何謂遠(yuǎn)紅外線？
太陽(yáng)光線大致可分為可見光及不可見光�？梢姽饨�(jīng)三棱鏡後會(huì)折射出紫、藍(lán)、青、綠、黃、橙、紅顏色來。紅光外側(cè)的光線是不可見光，波長(zhǎng)由0.76-1000微米，稱為紅外光。當(dāng)中4- 400微米的波長(zhǎng)稱為遠(yuǎn)紅外光（線），其中90%的波長(zhǎng)介乎8-14微米，科學(xué)家稱之為生命光線，因?yàn)檫@段波長(zhǎng)的光線，與人體發(fā)射出來的熱能波長(zhǎng)相近，同時(shí)具備了滲透性、分子共振性，能促進(jìn)動(dòng)物及植物的生長(zhǎng)。
遠(yuǎn)紅外線有何作用？
遠(yuǎn)紅外線作用于人體能夠迅速地被人體皮膚組織吸收，從而引起組成人體細(xì)胞的原子和分子的共振，形成熱效應(yīng)，促使皮膚和皮下組織的溫度上升，并使重金屬粒子、食品中的有毒物質(zhì)、引起疲勞和老化的乳酸、游離脂肪酸、皮下脂肪、導(dǎo)致高血壓的鈉離子、以及導(dǎo)致疼痛的尿酸等等妨礙新陳代謝的障礙全部清除干凈，重新使組織復(fù)活。另外，皮膚腺活化后，積存在毛細(xì)血管孔中的外來殘余物，就能夠不必經(jīng)過腎臟，而直接從皮膚和汗水一起排出體外，可避免增加腎臟負(fù)擔(dān)。所以遠(yuǎn)紅外線對(duì)于血液循環(huán)和微循環(huán)障礙引起的多種疾病均具有改善和防治作用。
紅外線夜視儀是光電倍增管成像，與望遠(yuǎn)鏡原理全完不同，白天不能使用，價(jià)格昂貴且需電源才能工作。
紫外線對(duì)人體的傷害
在炎熱的夏季，太陽(yáng)光所含有的紫外線對(duì)人體的照射是難以避免的。過量的日光紫外線照射可對(duì)人體的皮膚、眼睛、免疫系統(tǒng)等造成傷害。紫外線能破壞人體皮膚細(xì)胞，導(dǎo)致皺紋、色斑，使皮膚未老先衰，嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)生日光性皮炎及曬傷，或皮膚和黏膜的日光性角化癥，引起癌變。眼睛是紫外線的敏感器官，紫外線能對(duì)晶狀體造成損傷，是老年性白內(nèi)障致病因素之一。
在驕陽(yáng)似火的夏季，上午10時(shí)至下午3時(shí)，陽(yáng)光中的紫外線強(qiáng)度最強(qiáng)，室外活動(dòng)應(yīng)避開這段時(shí)間，以免紫外線對(duì)人體的傷害，即使需要在這段時(shí)間戶外活動(dòng)，也不要忘記撐遮陽(yáng)傘，戴遮陽(yáng)帽或遮陽(yáng)鏡，使用有正規(guī)廠家生產(chǎn)的護(hù)膚素和防曬霜，并盡量著白色或淺色衣服，以減輕紫外線照射，對(duì)人體造成不必要的損傷。
雖然紫外線過量對(duì)人體造成傷害，但人體的健康成長(zhǎng)又離不開紫外線。皮膚中7-脫氫膽固醇經(jīng)光照射轉(zhuǎn)變成維生素D3，維生素D3對(duì)維持人體細(xì)胞內(nèi)外鈣離子濃度，調(diào)節(jié)鈣磷代謝具有重要的生理功能。在日照不足的國(guó)家，嬰幼兒的佝僂病和成人的骨質(zhì)軟化和骨質(zhì)疏松癥的發(fā)病多，嬰兒的茁壯成長(zhǎng)離不開適量的日光浴，人體需要適量的紫外線，因此，適量的光照還是必要的。
紅外線的應(yīng)用事例
夜視儀————探測(cè)人體熱量，紅外線成像
測(cè)距儀————以紅外線作為載波的一種測(cè)量距離的精密儀器
理療機(jī)————使用遠(yuǎn)紅外線的熱效應(yīng)治療
熱尋的導(dǎo)彈——跟蹤飛機(jī)尾部熱量的導(dǎo)彈，著名的美國(guó)響尾蛇
紅外線是波長(zhǎng)比可見光長(zhǎng)的電磁波，波長(zhǎng)在770納米至1毫米之間，在光譜上位于紅色光外側(cè)。具有很強(qiáng)熱效應(yīng)，并易于被物體吸收，通常被作為熱源。透過云霧能力比可見光強(qiáng)。在通訊、探測(cè)、醫(yī)療、軍事等方面有廣泛的用途。 高溫殺菌，紅外線夜視儀，監(jiān)控設(shè)備，手機(jī)的紅外口，賓館的房門卡，汽車、電視機(jī)的遙控器、洗手池的紅外感應(yīng)
在光譜中波長(zhǎng)自0.76至400微米的一段稱為紅外線，紅外線是不可見光線。所有高于絕對(duì)零度（－273℃）的物質(zhì)都可以產(chǎn)生紅外線�，F(xiàn)代物理學(xué)稱之為熱射線。醫(yī)用紅外線可分為兩類：近紅外線與遠(yuǎn)紅外線。
近紅外線或稱短波紅外線，波長(zhǎng)0.76～1.5微米，穿入人體組織較深,約5～10毫米；遠(yuǎn)紅外線或稱長(zhǎng)波紅外線，波長(zhǎng)1.5～400微米，多被表層皮膚吸收，穿透組織深度小于2毫米。
【紅外線的物理特性】
1.有熱效應(yīng) 2.穿透云霧的能力強(qiáng)
過度接觸紫外線，會(huì)燒傷皮膚，或引起老年性白內(nèi)障，甚至引起皮膚癌等。但適量的紫外線對(duì)人體卻有許多好處：
殺菌消毒人體的表皮中分布著一種基底細(xì)胞，這種細(xì)胞含有“黑色素原” 是一種酪氨酸物質(zhì) ，在紫外線的作用下，“黑色素原”變?yōu)楹谏林诒粫竦钠つw表面，使皮膚呈均勻的黑褐色。這就是日光曬黑皮膚的重要原因。這種沉著的色素可吸收較多的光能，迅速轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽⒋碳ず瓜俜置诙�。曬太�?yáng)能殺死皮膚上的細(xì)菌，預(yù)防癤瘡、毛囊炎等皮膚病。室內(nèi)常進(jìn)陽(yáng)光，勤曬被褥，可減少疾病的傳播。
促進(jìn)鈣磷代謝人體皮膚中含有固醇類物質(zhì)，這種物質(zhì)經(jīng)陽(yáng)光中的紫外線照射可變?yōu)榫S生素D。維生素D進(jìn)人血液后改善鈣、磷的代謝，有抗佝僂病、骨軟化和老年骨質(zhì)疏松的作用。
增強(qiáng)機(jī)體的免疫能力陽(yáng)光中紫外線的照射，能刺激機(jī)體的造血機(jī)能，使紅血球的數(shù)量增多，血色素增加，改善紅細(xì)胞質(zhì)量，改善肌肉的活動(dòng)狀態(tài)，還能降低血壓、血糖、膽固醇、增加機(jī)體免疫能力，促進(jìn)機(jī)體細(xì)胞吸氧能力和新陳代謝，減輕氣喘病和關(guān)節(jié)疼痛，舒筋活血，增強(qiáng)體質(zhì)。
那么，應(yīng)在什么時(shí)間接受紫外線？盛夏時(shí)11－17時(shí)不宜接受陽(yáng)光曬，因?yàn)檫@段時(shí)間紅外線太強(qiáng)，一般能達(dá)到每分鐘每立方米1.5卡以上，所產(chǎn)生的溫度是37℃－45℃。春秋季節(jié)7－10點(diǎn)，或15－16點(diǎn)，這段時(shí)間，陽(yáng)光中紫外線強(qiáng)，紅外線弱。
紫外線對(duì)人體的傷害
在炎熱的夏季，太陽(yáng)光所含有的紫外線對(duì)人體的照射是難以避免的。過量的日光紫外線照射可對(duì)人體的皮膚、眼睛、免疫系統(tǒng)等造成傷害。紫外線能破壞人體皮膚細(xì)胞，導(dǎo)致皺紋、色斑，使皮膚未老先衰，嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)生日光性皮炎及曬傷，或皮膚和黏膜的日光性角化癥，引起癌變。眼睛是紫外線的敏感器官，紫外線能對(duì)晶狀體造成損傷，是老年性白內(nèi)障致病因素
之一。
在驕陽(yáng)似火的夏季，上午10時(shí)至下午3時(shí)，陽(yáng)光中的紫外線強(qiáng)度最強(qiáng)，室外活動(dòng)應(yīng)避開這段時(shí)間，以免紫外線對(duì)人體的傷害，即使需要在這段時(shí)間戶外活動(dòng)，也不要忘記撐遮陽(yáng)傘，戴遮陽(yáng)帽或遮陽(yáng)鏡，使用有正規(guī)廠家生產(chǎn)的護(hù)膚素和防曬霜，并盡量著白色或淺色衣服，以減輕紫外線照射，對(duì)人體造成不必要的損傷。
雖然紫外線過量對(duì)人體造成傷害，但人體的健康成長(zhǎng)又離不開紫外線。皮膚中7-脫氫膽固醇經(jīng)光照射轉(zhuǎn)變成維生素D3，維生素D3對(duì)維持人體細(xì)胞內(nèi)外鈣離子濃度，調(diào)節(jié)鈣磷代謝具有重要的生理功能。在日照不足的國(guó)家，嬰幼兒的佝僂病和成人的骨質(zhì)軟化和骨質(zhì)疏松癥的發(fā)病多，嬰兒的茁壯成長(zhǎng)離不開適量的日光浴，人體需要適量的紫外線，因此，適量的光照還是必要的。
紅外線(Infrared rays)是太陽(yáng)光線中眾多不可見光線中的一種，由德國(guó)科學(xué)家霍胥爾于1800年發(fā)現(xiàn)，又稱為紅外熱輻射(Infrared radiation)。太陽(yáng)光譜上紅外線的波長(zhǎng)大于可見光線，波長(zhǎng)為0.75～1000μm。紅外線可分為三部分，即近紅外線，波長(zhǎng)為0.75～1.50μm之間；中紅外線，波長(zhǎng)為1.50～6.0μm之間；遠(yuǎn)紅外線，波長(zhǎng)為6.0～l000μm 之間。近年來，由于檢測(cè)設(shè)備的完善及研究的深入，人們對(duì)紅外線的物理性能及其生物學(xué)效應(yīng)有了比較全面的認(rèn)識(shí)，獲得了許多進(jìn)展。紅外線特別是遠(yuǎn)紅外線已被廣泛運(yùn)用在醫(yī)療保健產(chǎn)業(yè)中，與日常生活有關(guān)的各種紅外線產(chǎn)品也大量出現(xiàn)。本文在此主要對(duì)紅外線的生物學(xué)效應(yīng)機(jī)理及其臨床應(yīng)用研究的現(xiàn)況進(jìn)行介紹。
一、紅外線生物學(xué)效應(yīng)的機(jī)理
紅外線是一種電磁波，當(dāng)它通過放射方式輻射到物體時(shí)，被物體吸收的輻射能傳遞給物體內(nèi)的原子、分子等粒子，使這些粒子發(fā)生不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，引起物體的升溫作用，稱為遠(yuǎn)紅外線的一次效應(yīng)，也稱為增溫效應(yīng)。產(chǎn)生一次效應(yīng)的同時(shí)，物體也隨之發(fā)生其他的化學(xué)、物理等改變，這稱之為物體吸收遠(yuǎn)紅外線輻射后產(chǎn)生的二次效應(yīng)，也稱為繼發(fā)效應(yīng)。
紅外線對(duì)人體皮膚、皮下組織具有強(qiáng)烈的穿透力。外界紅外線輻射人體產(chǎn)生的一次效應(yīng)可以使皮膚和皮下組織的溫度相應(yīng)增高，促進(jìn)血液的循環(huán)和新陳代謝，促進(jìn)人的健康[1] 。紅外線理療對(duì)組織產(chǎn)生的熱作用、消炎作用及促進(jìn)再生作用已為臨床所肯定，通常治療均采用對(duì)病變部位直接照射。近紅外微量照射治療對(duì)微循環(huán)的改善效果顯著,尤以微血流狀態(tài)改善明顯。表現(xiàn)為輻照后毛細(xì)血管血流速度加快,紅細(xì)胞聚集現(xiàn)象減少,乳頭下靜脈叢淤血現(xiàn)象減輕或消失,從而對(duì)改善機(jī)體組織、重要臟器的營(yíng)養(yǎng)、代謝、修復(fù)及功能有積極作用[2]。
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