紅外線的實質(zhì)是什么？
它究竟有哪些基本特性？要想弄清這些問題，首先要了解什么是電磁波。物理學(xué)的常識告訴我們，任何帶電物體的周圍都存在著對其它帶電體產(chǎn)生作用力的電場。同樣，磁鐵或其它磁體周圍也存在著一個對其它鐵磁物質(zhì)產(chǎn)生作用力的磁場。這兩個場雖然看不見，摸不到，但它確實是客觀存在的物質(zhì)，可以用檢測儀器證實它的存在。物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在空間任何一點，當(dāng)電場強度發(fā)生變化時，就在該點周圍產(chǎn)生出磁場或磁場強度變化；相反，當(dāng)某一磁場強度發(fā)生變化時，也必定引起該點周圍產(chǎn)生新的電場或電場強度變化。這就是說，變化的電場和變化的磁場都不是孤立存在的，它們相互聯(lián)系，相互激發(fā)，組成統(tǒng)一的電磁場。所謂電磁波，就是由于電磁場的振動引起的，象水分子的振動激起說波一樣，由近及遠地向空間傳播出動。既然是波，必然有波長和頻率之說，前者指電磁波的長短，常以微米、毫米、厘米、米作單位；后者指電磁場振動的快慢、即每秒振動的次數(shù)，常以赫茲（1赫茲=1次/秒）、千赫、兆赫為單位。
經(jīng)科學(xué)家證實，電磁波的傳播速度和光的傳播速度相同，即每秒30萬公里。因此，波長與頻率的關(guān)系可依據(jù)公式進行計算：
波長=速度/頻率
在一般的科技書籍或電子儀器說明書中，只要提到波長，總要告訴你多少頻率。而且從這個公式可以看出，因速度是一定的，波長越短，頻率越高。
至此，電磁波的概念已經(jīng)基本清楚了，它的實質(zhì)就是構(gòu)成物體原子和分子的帶電粒子運動產(chǎn)生的，是一種客觀存在的物質(zhì)，不需要通過媒介傳播。
搞清了電磁波的基本概念，熱輻射的問題就迎刃而解了。對于一定溫度的物體來說，它所發(fā)射的電磁波譜是一定的，具有這種特性的電磁輻射，稱為熱輻射。紅外線即是當(dāng)物體處于一一溫度范圍，發(fā)出波長較長的電磁波。因此，如果把電磁波比作一個大家族的話，熱輻射則是這個大家族中的一個小家庭，而紅外線就是這個小家庭中的一個成員了。
紅外線的波長范圍很寬，故常把它劃為近紅外、中紅外和遠紅外區(qū)域。根據(jù)使用者的要求不同，其劃分范圍很不相同。例如有人把能通過大氣的三個波段劃分為：
近紅外波段 1～3微米
中紅外波段 3～5微米
遠紅外波段 8～14微米
有人根據(jù)紅外光譜劃分為：
近紅外波段 1～3微米
中紅外波段 3～40微米
遠紅外波段 40～1000微米
醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中常常如此劃分：
近紅外區(qū) 0.76～3微米
中紅外區(qū) 3～30微米
遠紅外區(qū) 30～1000微米
但在實際應(yīng)用中通常把2.5微波以上的紅外線通稱為遠紅外線。
紅外線
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。
是波長比可見光還要長,肉眼看不見的光段,紅外線是太陽光線中眾多不可見光線中的一種，由德國科學(xué)家霍胥爾于1800年發(fā)現(xiàn)，又稱為紅外熱輻射,太陽光譜上紅外線的波長大于可見光線，波長為0.75～1000μm。紅外線可分為三部分，即近紅外線，波長為0.75～1.50μm之間；中紅外線，波長為1.50～6.0μm之間；遠紅外線，波長為6.0～l000μm 之間。
真正的紅外線夜視儀是光電倍增管成像，與望遠鏡原理全完不同，白天不能使用，價格昂貴且需電源才能工作。
紅外線：
紅外線（Infrared rays）是太陽光線中眾多不可見光線中的一種，由德國科學(xué)家霍胥爾于1800年發(fā)現(xiàn)，又稱為紅外熱輻射（Infrared radiation）。
近年來，由于檢測設(shè)備的完善及研究的深入，人們對紅外線的物理性能及其生物學(xué)效應(yīng)有了比較全面的認識，獲得了許多進展。紅外線特別是遠紅外線已被廣泛運用在醫(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)。
一、紅外線生物學(xué)效應(yīng)的機理
紅外線對人體皮膚、皮下組織具有強烈的穿透力。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，促進血液的循環(huán)和新陳代謝，促進人的健康。
紅外線理療對組織產(chǎn)生的熱作用、消炎作用及促進再生作用已為臨床所肯定，通常治療均采用對病變部位直接照射。
近紅外微量照射治療對微循環(huán)的改善效果顯著，尤以微血流狀態(tài)改善明顯。表現(xiàn)為輻照后毛細血管血流速度加快，紅細胞聚集現(xiàn)象減少，乳頭下靜脈叢淤血現(xiàn)象減輕或消失，從而對改善機體組織、重要臟器的營養(yǎng)、代謝、修復(fù)及功能有積極作用。紅外線對人體產(chǎn)生二次效應(yīng)的機理目前尚未完全清楚。
有學(xué)者認為遠紅外線可對細胞產(chǎn)生共振作用，主要是引起細胞內(nèi)外水分子的振動，使細胞活化，發(fā)生一系列有益于健康的細胞生物化學(xué)及細胞組織化學(xué)改變 。
也有人認為遠紅外線可稱為“生命光線”，能夠顯著改善人體微循環(huán)。它作用于人體水分子時可對人體內(nèi)老化了的大分子團產(chǎn)生共振使之裂化，重新組合成較小的水分子團，增強了細胞的活性和表面張力。由于滲透細胞膜的水分子增加，細胞內(nèi)鈣離子活性加強，因此增強了人體細胞的正常機能，使殺菌能力、免疫能力等均有所提高。
此外，生命光線還可以使血液中不飽和脂肪酸的二重鍵或三重鍵被切斷，飽和脂肪酸不容易再被氧化成血脂[過氧化脂質(zhì)]，減少了血管內(nèi)脂質(zhì)的沉積，使血管壁光滑，從而減少動脈硬化、白內(nèi)障等心血管疾病或眼科疾病的發(fā)生，對人體健康起著良好的促進功效。
龐小峰研究紅外線對生物（包括人）所具有的生物效應(yīng)和醫(yī)學(xué)功能主要來自紅外線的非熱生物效應(yīng)。紅外線吸收后能導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子中的酰胺鍵的量子振動，從而可使生物能量順利地從一處傳遞到另一處，使生命體處于正常狀態(tài)，保持生命體的生長、發(fā)育及健康。
紅外線對機體免疫功能影響的研究還處于剛起步狀態(tài)，在各波段的紅外線中以中波紅外線更易作用于免疫細胞，促進其生物學(xué)功能。紅外線的作用除與其波長有關(guān)外， 還與其發(fā)射的光子數(shù)目有關(guān)， 即與輻射強度和輻射時間有關(guān)， 過量的紅外線輻射還可能對機體造成不良的影響， 其詳細機制有待進一步闡明。
曹志然等認為紅外線照射對機體免疫系統(tǒng)具有間接作用和直接作用。間接作用是指紅外線輻射可調(diào)節(jié)機體其它系統(tǒng)如神經(jīng)系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)的狀態(tài)， 從而達到調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)的目的。直接作用是指紅外線被機體吸收后能增強免疫細胞和免疫器官周圍的生物場， 使其活性及相互調(diào)控作用增強，紅外光子可直接作用于免疫細胞的受激點。
毛文等推測其作用機理在于紅外線可能激活組織深部感受器，其生理生化效應(yīng)一方面通過神經(jīng)—體液反射途徑，另一方面可能通過目前尚未十分了解的經(jīng)絡(luò)傳導(dǎo)途徑，對生物大分子、細胞及臟器的活動產(chǎn)生了積極的影響，從而有整體良性效應(yīng)[2]。
二、紅外線對人體可能造成的不利影響
熱輻射又稱紅外輻射，鋼鐵冶金企業(yè)高溫作業(yè)環(huán)境的主要特點是強熱輻射性高溫。特別是在鋼鐵冶煉、紅鋼熱軋和中型燒結(jié)機，是典型的紅外熱輻射接觸作業(yè)。短波紅外線可透過角膜進入眼球、房水、虹膜、晶狀體和玻璃體液吸收一部分紅外線而導(dǎo)致白內(nèi)障，稱之為“紅外線白內(nèi)障”。
有研究也指出紫外線（UVR） 和紅外線（ IFR） 對眼及皮膚的損傷是電焊作業(yè)職業(yè)損害的一個重要方面，電焊作業(yè)時的紫外線和紅外線可引起角膜和晶體損傷[7]。
太陽光中的紅外線對皮膚的損害作用不同于紫外線。紫外線主要引起光化學(xué)反應(yīng)和光免疫學(xué)反應(yīng)， 而紅外線照射所產(chǎn)生的反應(yīng)是由于分子振動和溫度升高所引起的。
紅外線引起的熱輻射對皮膚的穿透力超過紫外線。紅外線通過其熱輻射效應(yīng)使使皮膚溫度升高， 毛細血管擴張， 充血， 增加表皮水分蒸發(fā)等直接對皮膚造成的不良影響。其主要表現(xiàn)為紅色丘疹、皮膚過早衰老和色素紊亂。皮膚溫度升高， 毛細血管擴張充血， 增加表皮水分蒸發(fā)等直接對皮膚造成不良影響。
紅外線還能夠增強紫外線對皮膚的損害作用， 加速皮膚衰老過程。這是由于在自然陽光下， 皮膚受到紫外線和紅外線的雙重作用而引起的。紅外線和紫外線在加速組織變性中的作用是一樣的。紅外線也能促進紫外線引起的皮膚癌的發(fā)展。
三、紅外線生物學(xué)效應(yīng)的臨床應(yīng)用研究
紅外線可被體表淺表組織吸收，有顯著干燥脫水作用，使局部組織血液循環(huán)加快， 起到消炎鎮(zhèn)痛作用。臨床上采用局部外用紅花油加遠紅外線照射來治療褥瘡，發(fā)現(xiàn)療效好且見效快。
利用遠紅外線對帶狀皰疹進行治療，結(jié)果止痛、止皰和結(jié)癡時間均短于對照組。有實驗表明，生物陶瓷遠紅外線對燒傷治療具有顯著療效。對損傷疼痛的治療，以慢性軟組織損傷療效最好。臨床護理觀察發(fā)現(xiàn)，在傳統(tǒng)的紡織品材料中加入超細陶瓷微粒制成的遠紅外線護具如護腰、護膝、護肘、護腕、頸圍等，在消炎、消腫、活血、止痛、通經(jīng)活絡(luò)、改善微循環(huán)方面有顯著效果。同時可以避免因封閉給病人帶來的痛苦。 采用遠紅外線輻射加溫床對紅臀和臀部潰瘍患兒進行治療，治療組和對照組相比，平均治愈時間縮短，有效率更高。
新生兒硬腫癥治療中的復(fù)溫問題是治療能否成功的重要環(huán)節(jié)，過去采用普通暖箱逐漸復(fù)溫效果較差，現(xiàn)在采用遠紅外線快速復(fù)溫后患兒病死率明顯下降，搶救成功率顯著提高。皮瓣壞死是整形外科等臨床上常見的術(shù)后并發(fā)癥， 主要是因為微循環(huán)障礙，目前尚無理想的防治辦法。姜平等通過活體直接觀察大鼠背部隨意皮瓣的微循環(huán)變化。發(fā)現(xiàn)遠紅外線局部輻射具有類似于血管擴張劑的生物學(xué)作用，能改善微循環(huán)提高皮瓣成活率，且在治療劑量范圍內(nèi)無明顯副作用 。日本有學(xué)者報導(dǎo)使用直線偏振光紅外線治療多種類型的斑禿有明顯療效。
直線偏振光近紅外線用于風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎引起的顳下頜關(guān)節(jié)痛治療療程短、療效好。其機理可能為光照起到光電能的刺激作用，電磁波作用及光化學(xué)作用，因而能抑制神經(jīng)的興奮、松弛肌肉、舒張血管、增加血流，促進淋巴循環(huán)，促進活性因子的產(chǎn)生，從而起到治療作用。遠紅外線治療前后的血液粘度進行觀察，發(fā)現(xiàn)低溫激發(fā)遠紅外線具有以低溫?zé)峁β市?yīng)為主的廣泛的生物學(xué)效應(yīng)，能降低心腦血管疾病患者的血液粘度、防止血栓形成，改善微循環(huán)，減輕胸悶、心悸、頭昏、麻木等癥狀。應(yīng)用紅外線照射膀胱區(qū)治療尿潴留和其它藥物療法相比，產(chǎn)婦無痛苦， 不增加產(chǎn)后出血量， 易被產(chǎn)婦接受。有人采用遠紅外線照射治療小兒腸痙攣2，發(fā)現(xiàn)其療效明顯優(yōu)于藥物治療， 且簡便易行， 無副作用， 兒童樂于接受。紅外輻射對糖尿病兔的高血糖癥有明顯的緩解作用，血糖隨之降低。中遠紅外線治療使腫瘤宿主清除自由基的能力增強，抑制腫瘤細胞的生長、增殖。
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