遠紅外的發(fā)現 在認識遠紅外線之前,我們先來了解一下天天都會接觸到的太陽光,因為遠紅外的發(fā)現就是從太陽光開始,而太陽光里也包含有遠紅外線。 在人類從外界獲取的各種信息的總體中,有80%以上是依靠視覺實現的,而光是構成視覺不可或缺的要素。因此,人們對光的關注、思考和認識很早就開始了。 1666年,英國物理學家牛頓采用了著名的三棱鏡試驗,首次將太陽光分裂成紅橙黃綠青藍紫七種顏色,這種太陽光被稱為可見光。 1800年,英國天文學家赫歇耳在用水銀溫度計研究太陽光譜熱效應時,驚奇地發(fā)現,發(fā)生熱效應最顯著的部位居然不在彩色光帶內,而在紅光之外。所以后來這種紅光之外存在的不可見光,就被叫作紅外光。 經過反復的實驗證明,在紅光區(qū)的外側,確實存在一種肉眼看不見的“熱線”,并將其稱為“紅外線”,也就是“紅外輻射”。 遠、中、近紅外線如何劃分? 既然太陽光中包含這么多光波,那么他們的區(qū)別在哪呢? 總的來說,太陽光中我們肉眼能見到的,叫可見光。而我們肉眼無法看到的光線,還包含很多不可見光,例如我們熟知的紫外線、紅外線、無線電波等等。區(qū)分這些光波的主要方式,則是光波的波長頻率。 紅外線的波長大于可見光線,波長范圍在0.75微米~1000微米。在生物學領域,波長0.75~1.4微米的一般被叫做近紅外線,1.5~3.9微米的為中紅外線,4~1000微米區(qū)間的為遠紅外線,而這段遠紅外中,其中對人體健康最有益的則集中在6~14微米區(qū)間。 神奇的波段:6—14微米遠紅外 在所有的遠紅外波段中,為何僅僅6~14微米的遠紅外對人體健康最有益,被科學界稱為“生命之光”呢? 這是因為生物體每時每刻都在發(fā)射和吸收遠紅外線,人也一樣。 幾十年前,當航天科學家對處于真空、失重、超低溫、過負荷狀態(tài)的宇宙飛船內的人類生存條件進行調查研究,得知太陽光當中波長6~14微米的遠紅外線是生物生存必不可少的因素。因此,人們把這一段波長的遠紅外線稱為“生命之光”。 這一段波長的光線,與人體發(fā)射出來的遠紅外線的波長相近,能與生物體內細胞的水分子產生最有效的“共振”,同時具備了滲透性能,有效地促進動物及植物的生長。 只有太陽光能發(fā)射遠紅外嗎? 我們發(fā)現遠紅外是從太陽光開始,可千萬不要以為遠紅外僅僅存在于太陽光中哦! 其實紅外線普遍存在于自然界中,任何溫度高于零度(-273.15℃)的物體都會發(fā)出紅外線。自然界有無數的遠紅外放射源:例如海洋、山嶺、巖石、土壤、森林、城市、鄉(xiāng)村以及人類生產制造出來的各種物品,凡在絕對零度(-273.15℃)以上的環(huán)境,就存在分子和原子無規(guī)則的運動,其表面就能不斷發(fā)出紅外線。 產生遠紅外線主要方法選擇熱交換能力強、能放射特定波長遠紅外線的材料,然后加工制造成各種形式、各種用途的的產品。其中常用能發(fā)射生命光波段的材料和產品有如下種類: 例如石墨烯材料、生物炭、碳纖維制品、電氣石、遠紅外陶瓷制品、金屬氧化物等材料。 但是,并不是每種發(fā)熱材料所釋放的遠紅外頻率都集中在6—14微米區(qū)間; 而這其中,石墨烯材料經國家紅外中心檢測,遠紅外正好在6—14微米范圍內。 遠紅外線的用途有哪些? 遠紅外可被應用于很多領域,例如軍事用途,我們熟知的遠紅外夜視儀;工業(yè)用途如食品烘焙、烤漆等。下面我們重點講一下它最普遍的用途:醫(yī)療健康。 近年來,由于研究的深入,人們對紅外線的生物學效應有了比較全面的認識。紅外線作為一種電磁波,同時具有光的性質和波的性質。當被照射的物體分子振動頻率與輻射光的頻率相同,并且分子振動時的偶極矩發(fā)生變化時,物體分子可以吸收能量,產生共振。 簡單來說,當人體釋放的遠紅外頻率和吸收的遠紅外頻率一致時,就會因振幅相同產生共振。 遠紅外線的人體吸收 通過前面的了解,我們知道遠紅外線對人體具有健康作用,那到底什么波段的紅外線才最容易被人體所吸收呢? 其實,人體既是一個好的輻射體,同時也是一個好的吸收體,用于治療的熱輻射的紅外波長應與人體的輻射波長相對應,最佳波段為6~14微米。 而人體本身就是一個天然輻射體,人體皮膚在環(huán)境溫度下其比輻射率高達0.98,當人體溫度為37℃時,根據維恩位移定律,可以算出人體輻射的峰值波長為9.34微米,人體輻射出的紅外波長范圍在3~15微米之間,處于遠紅外波段。 研究指出,在人體的紅外吸收光譜中,6~14μm處位于吸收高峰,由此可知,人體對此波段的遠紅外輻射有更好的吸收,遠紅外輻射可以通過介質傳導和血液循環(huán)的方式使熱量傳到組織深層。 遠紅外線的特點有哪些? 遠紅外線之所以能對人體有益,而且還能被人體吸收,成為生物生存必不可少的因素,有著它獨有的特性: 1、輻射力:遠紅外屬于光線范圍的電磁波,所以它與光線一樣不需要任何媒介便可直接傳導,這就是遠紅外的發(fā)射性。 2、滲透性(滲透力):遠紅外在滲透力上與其他可見光不同。遠紅外線不但可以滲透到人體或物質表面,還具有滲透到物體深層內部的特性。 3、吸收性:根據基爾霍夫輻射定律:任何良好的輻射體,必然是良好的吸收體。在同一溫度下,輻射體本領越大,其吸收本領越強,兩者成正比關系,所有含遠紅外的物體,既可以輻射遠紅外線,也可以吸收遠紅外線,而人體每時每刻也都在發(fā)射遠紅外線。 4、共振效應:由于生物細胞產生共振效應,可將遠紅外熱能傳遞到人體皮下較深的部分,以下深層溫度上升。這種作用強度,使毛細血管擴張,促進血液循環(huán),強化各組織之間的新陳代謝,增加組織的再生能力,提高機體的免疫能力,調節(jié)精神的異常興奮狀態(tài),從而起到健康養(yǎng)護的作用。 為何近紅外線沒有醫(yī)療價值? 一般來說,燃料燃燒、電熱器具熱源等放出的紅外線多屬于近紅外線,由于波長較短,因此產生大量的熱效應,長期照射人體后會產生灼傷皮膚及眼睛水晶體等傷害。 波長更短的其它電磁波如紫外線、X射線及γ射線等,會使原子上的電子產生游離,對人體更有傷害作用。遠紅外線則不然,由于波長較長,能量相對較低,所以使用時相對較少燙傷之危害。 舉個簡單的例子: 一般近、中遠紅外產生的是熱效應,用它來照射雞蛋,可以將雞蛋烤熟。 而用6—14μm波段的遠紅外線,產生的是非熱效應,用它來照射雞蛋,可以使雞蛋孵出小雞。這是一種很粗暴的理解和區(qū)分方式。 |
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