Тепловое излучение

1.

ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

2.

Тепловое излучение- это электромагнитное излучение,
присущее всем телам, имеющим температуру Т > 0 К.
Уильям Гершель
(1738 – 1822)
выдающийся
английский астроном немецкого
происхождения. Известен как
первооткрыватель планеты Уран и
теплового излучения.
Медаль Копли (1781)
Открытие инфракрасного излучения произведено в
ходе изящного эксперимента: расщепив солнечный свет
призмой, Гершель поместил термометр сразу за красной
полосой видимого спектра и показал, что температура
повышается, а следовательно, на термометр воздействует
световое излучение, не доступное человеческому взгляду.

3.

Тепловое излучение возникает за счет энергии
колебательного и вращательного движения атомов и
молекул вещества.
Свойства равновесного теплового излучения
Однородность (плотность потока энергии одинакова)
Изотропность (равновероятность
распространения во всех направлениях)
Излучение неполяризованно (напряженности
электрического и магнитного полей изменяются
хаотически)

4.

Тепловое излучение единственный вид
равновесного излучения.
Количество излучаемой и
поглощающей телом
энергии одинаково.
Если равновесие
нарушается, то возникают
термодинамические
процессы, возвращающие
систему в состояние
равновесия.
Например:
Тело начинает излучать
больше, чем поглощать
Внутренняя энергия ↓ и Т↓
Излучаемая энергия ↓
Процесс идет до
восстановления
равновесия

5.

Характеристики теплового излучения
1. Поток излучения Ф – средняя мощность излучения за
время, много большее периода световых колебаний.
[Вт]
2. Энергетическая светимость R - поток излучения,
испускаемый 1м2 поверхности тела.
R ~ от природы тела,
температуры,
состояния поверхности,
длины волны
излучения.

6.

3. Спектральная плотность энергетической
светимости
-отношение энергетической светимости узкого участка
спектра dRλ к ширине этого участка dλ.
Спектр излучения –
зависимость
спектральной
плотности
энергетической
светимости от длины
Энергетическая
волны: rλ = f(λ)
светимость тела в
Полная энергетическая
пределах длин волн
светимость тела
от λ1 до λ2:

7.

4. Коэффициент поглощения ɑ
-отношение поглощенного телом потока излучения к
падающему на него потоку.
ɑ характеризует способность
тела поглощать энергию.
Монохроматический
коэффициент поглощения
0≤
≤1
ɑ ~ от природы
вещества, длины
волны
излучения,
температуры,
состояния
поверхности.

8.

Абсолютно черное тело – тело, для которого коэффициент
поглощения ɑ = 1 и не зависит от длины волны излучения.
ɑ
1
ɑ = const
Термин был введён
Густавом Кирхгофом в
1862 году.
Абсолютно черное
тело поглощает все
излучение любых
длин волн, падающее
на него.
Для абсолютно черного тела
(спектральная
плотность энергетической светимости)

9.

Абсолютно чёрное тело (АЧТ) — физическая абстракция.
Тело поглощает всё падающее на него электромагнитное
излучение во всех диапазонах и ничего не отражает.
Модель абсолютно черного тела –
замкнутая полость с
теплонепроницаемой оболочкой, в
которой имеется отверстие
(диаметр отверстия ≤ 0,1
диаметра полости).
Луч света, многократно
отражаясь от стенок полости, не
выходит за ее пределы.
В организме человека зрачок
глаза описывается моделью АЧТ.

10.

Несмотря на название, абсолютно чёрное тело само может
испускать электромагнитное излучение любой частоты и
визуально иметь цвет.
Спектр излучения чёрного тела при T=const
2 hc
2
1
exp[ hc /( kT )] 1
Макс Планк
5
(1858 —1947)
— выдающийся немецкий физик.
Как основатель квантовой теории предопределил основное
направление развития физики начала XX века.

11.

Наиболее чёрные реальные вещества, например, сажа,
поглощают до 99 % падающего излучения в видимом
диапазоне длин волн, однако инфракрасное излучение
поглощается ими значительно хуже.
Среди тел Солнечной системы свойствами АЧТ
в наибольшей степени обладает Солнце.
Излучение нагретого
металла в видимом
диапазоне

12.

Шкала цветовых температур
источников света.
•8000 К — начало видимого темно-красного свечения
раскалённых тел;
•2000 К — свет пламени свечи;
•2360 К — лампа накаливания, вакуумная лампа;
•2800—2854 К — газонаполненные лампы накаливания с
вольфрамовой спиралью;
•3200—3250 К — типичные киносъёмочные лампы;
•5500 К — прямой солнечный дневной свет;
•6500 К — стандартный источник дневного белого света,
близкий к полуденному солнечному свету;
•7500 К — дневной свет, с большой долей рассеянного от
чистого голубого неба;
•10000 К — источник света с «бесконечной температурой»,
используемый в риф-аквариумах (актиничный оттенок
голубого цвета).

13.

Серое тело
- тело, для которого коэффициент поглощения меньше 1 и не
зависит от длины волны λ излучения.
Коэффициент поглощения α всех реальных тел зависит от
λ (их поглощение селективно), поэтому их можно считать
серыми лишь в определенных интервалах длин волн , где α
приблизительно постоянен.
В видимой области спектра
свойствами серого тела обладают
уголь (α = 0,80 при 125—625 °С),
угольные нити ламп накаливания
(α = 0,526 при 1040—1405 °С),
сажа (α = 0,94—0,96 при
100—200 °С). Платиновая и
висмутовая черни поглощают и
излучают как серое тело в
Поверхность тела человека
наиболее широком интервале
можно считать серым телом с
λ — от видимого света до
α = 0,9 для ИК области спектра.
25—30 мкм (α = 0,93—0,99).

14.

Закон Кирхгофа
выражает связь между способностями тела изучать и
поглощать энергию
при одинаковой температуре
отношение спектральной
плотности энергетической
светимости к
монохроматическому
коэффициенту поглощения
одинаково для всех тел, в том
числе и для черных.
Густав Роберт Кирхгоф
(нем. Gustav Robert Kirchhoff;
1824 - 1887)
— один из великих
физиков XIX века.
r r
...
1
1 2

15.

или
1) Для всех тел, кроме черных
=>
2) Если
=> то и
, т.е. черное тело при T = const является более
интенсивным источником излучения
(тело не поглощает излучение)
(тело не излучает)

16. Спектр излучения чёрного тела при разных температурах

Свойства:
1) Спектр сплошной
2) Существует
3) При ↑ Т =>
↓
(
смещается в
область меньших длин
волн)
4)
S – площадь под кривой
Спектр излучения абсолютно чёрного
тела определяется только его Т.
5) При ↑Т =>
↑

17.

Законы излучения черного тела
Закон Стефана-Больцмана
для чёрного тела
Re T
4
5,7 10
8
Вт
2
4
м К
Энергетическая светимость черного тела прямо
пропорциональна четвертой степени его
термодинамической температуры.
для серого тела
Re T
4

18.

Йозеф Стефан (1835 – 1893) австрийский
физик и математик. Член Австрийской
академии наук (1865).
Путём измерения теплоотдачи
платиновой проволоки при различных
температурах установил
пропорциональность излучаемой ею
энергии четвертой степени абсолютной
температуры. Используя эту
закономерность, впервые дал достоверную
оценку температуры поверхности Солнца — около 6000 градусов.
Лю́двиг Бо́льцман (1844 —1906)
австрийский физик-теоретик, основатель
статистической механики и молекулярнокинетической теории. Член Австрийской
академии наук, член-корреспондент
Петербургской академии наук и ряда других.
Ученик Й. Стефана.
Теоретически обосновал закон,
известный как закон Стефана — Больцмана.

19.

Закон смещения Вина
Длина волны ,на которую
приходится максимум в спектре
излучения черного тела , обратно
пропорциональна его
термодинамической температуре.
Вильгельм Вин
Выдающийся
учёный-физик
(Германия)
(1864 - 1928)
b
max
T
2
b 0,29 10 м К
Нобелевская премия по физике (1911)

20.

Цветность чернотельного излучения
Температурный
интервал в
Кельвинах
до 1000
1000—1500
1500—2000
2000—4000
4000—5500
5500—7000
7000—9000
9000—15000
> 15000
Цвет
Красный
Оранжевый
Жёлтый
Бледно – жёлтый
Желтовато – белый
Чисто белый
Голубовато-белый
Бело – голубой
Голубой

21.

Цветова́я температу́ра
(спектрофотометрическая
или колориметрическая
температура Тс) —
характеристика хода
интенсивности
излучения источника
света как функция длины
волны в оптическом
диапазоне.
Согласно формуле Планка цветовая температура
определяется как температура АЧТ, при которой оно
испускает излучение с той же цветностью,
что и рассматриваемое излучение.
Применяется в колориметрии, астрофизике (при
изучении распределения энергии в спектрах звёзд).

22.

Излучение Солнца.
Солнце – наиболее мощный источник теплового излучения,
обеспечивающий жизнь на Земле.
Основные характеристики
Среднее расстояние от Земли
1,496×1011 м
(8,31 световых минут)
Средний диаметр 1,392×109 м
(109 диаметров Земли)
Масса 1,9891×1030 кг
(332 946 масс Земли)
Средняя плотность 1409 кг/м³ (равна
плотности воды в Мёртвом море.)
Ускорение на экваторе 274,0 м/с²
(27,94 g)
Солнечная корона во время солнечного
затмения 1999 года

23.

Солнечное излучение поддерживает жизнь на Земле
(фотоны необходимы для начальных стадий процесса
фотосинтеза), определяет климат.
Зелёный лист растения —
источник жизни на Земле
благодаря поступлению на
Землю энергии Солнца
Изображение поверхности и короны Солнца,
полученное Солнечным оптическим телескопом
(SOT) на борту спутника Hinode (2007).

24.

Спектр солнечного излучения
Температура поверхности Солнца
достигает 6000 K, поэтому Солнце
светит почти белым светом, но изза более сильного рассеяния и
поглощения коротковолновой
части спектра атмосферой Земли
прямой свет Солнца у
поверхности нашей планеты
приобретает некоторый жёлтый
оттенок.
1 – На границе земной атмосферы
2 – На поверхности Земли

25.

Солнечная постоянная
- поток солнечного
излучения, приходящийся
на 1 м2 площади земной
атмосферы.
Измерять ее с Земли очень трудно, и
потому значения, найденные для
начала космических исследований, были
приблизительными.
Выполнение специальной космической
программы позволило найти надежное
значение - 1370 Вт/м2
с точностью до 0,5%.
Путь солнечных лучей в
атмосфере меняется в
зависимости от высоты
Солнца над горизонтом.
При максимально
благоприятных условиях
на1м2 поверхности Земли
попадает 1120 Вт/м2.

26.

В атмосфере
происходит:
1)Ослабление
солнечной радиации
2)Изменение
спектрального состава
(максимум излучения
смещается из УФ в
видимую область).
Солнечная энергия постепенно поглощается земной атмосферой.
На Землю доходит только 40 % солнечного излучения
(60 % - отражается и уходит обратно в космос).
Наблюдается тенденция к увеличению поглощаемого Землёй
солнечного тепла из-за увеличения в атмосфере парниковых
газов.

27.

Поглощение электромагнитного излучения атмосферой Земли.
Электромагнитное излучение
подвергается строгому отбору
в земной атмосфере.
Она прозрачна только для
видимого света и ближних
УФ и ИК излучений, а
также для радиоволн.

28.

Актинометр
Актинометр "ПЕЛЕНГ
СФ-12.
- прибор для измерения интенсивности
электромагнитного излучения (видимого и
УФ света. Применяется для измерения
прямой солнечной радиации.
Принцип действия актинометра
Михельсона основан на
нагревании солнечными лучами
зачернённой сажей
биметаллической пластинки 1,
спрессованной из железа и инвара.
При нагревании железо удлиняется, а инвар почти не испытывает теплового
расширения, поэтому пластинка изгибается. Величина изгиба служит мерой
интенсивности солнечной радиации. С помощью микроскопа 3 наблюдают
перемещение кварцевой нити 2, расположенной на конце пластинки 1.

29.

Термоэлектрический
актинометр
Савинова — Янишевского
1 – тонкий,
зачерненный
с наружной стороны
серебряный диск;
2 – спаи
термоэлементов;
3 – другие спаи.
При падении на приёмную
поверхность солнечных лучей
центральные спаи нагреваются, в то
время как периферийные затенены;
в результате возникает
термоэлектрический ток,
пропорциональный разности
температур центральных и
периферийных спаев, которая в
свою очередь пропорциональна
измеряемому потоку радиации.

30.

Инфракрасное излучение
— электромагнитное излучение, занимающее спектральную
область между красным концом видимого света (с длиной
волны λ = 0,74 мкм) и КВЧ - излучением (λ ~ 1—2 мм)
ИК - излучение было открыто в 1800 году английским
астрономом У. Гершелем.
ИК - излучение испускают возбуждённые атомы или ионы.

31.

=>
Подставив пределы
,
получим диапазон температур
3800 К – 1.5 К
Инфракрасное излучение также называют «тепловым»
излучением, так как инфракрасное излучение от нагретых
предметов воспринимается кожей человека как ощущение
тепла.
Самый известный
естественный
источник ИК - лучей
на Земле - это
Солнце (50% его
излучения лежит в
ИК области)

32.

Лечебное применение ИК - излучения основано на
тепловом действии
Диапазон ИК - излучения делят на три части:
коротковолновая область: λ = 0,74—2,5 мкм;
средневолновая область: λ = 2,5—50 мкм;
длинноволновая область: λ = 50—2000 мкм;
Последнее время длинноволновую область этого диапазона
выделяют в независимый диапазон электромагнитных
волн — терагерцовое излучение (субмиллиметровое
излучение).
Наибольший эффект → при воздействии
коротковолновым излучением,
близким к видимому диапазону.

33.

Специальные лампы – источники Видимого иИК – излучения
( спектр ламп накаливания содержит ≥85% ИК - лучей ) .
Проникновение в тело на 20 мм => прогрев поверхности =>
возникает градиент температур (gradT) => активизация
деятельности теплорегулирующей системы.
Лампа СОЛЛЮКС(переносная)
(Лампа для проведения местных
теплосветовых процедур)
Лампа «Соллюкс»
стационарная пре
дназначена для
проведения общих
и местных
светотепловых
процедур в
физиотерапевтиче
ских кабинетах
лечебных
учреждений.

34.

Средневолновая область ИК – излучения.
Лечебное применение: кванты с = 3-4 мкм => небольшая
энергия => только тепловой эффект.
Глубина проникновения – 2-3 см => gradT =>
1. ↑ обмен,кровоток
2. ↑ фагоцитарная активность лейкоцитов
3. Транквилизирующее и болеутоляющее действие.
=> обратное развитие воспалительных процессов.
Показания:
1.Негнойные воспалительные процессы.
2.Травмы суставов и мышечно-связочного
3. аппарата
4.Ожоговая болезнь
5.Невралгии
Приборы: Лампы Ик-лучей
– Инфраруж, «Лик – 5м»;
Сочетанное действие теплового и видимого
излучения – лампа «Соллюкс» стационарная;
ручной рефлектор с синей лампой.
Инфракрасный облучатель
«Соллюкс»

35.

Рефлектор "Ясное солнышко" "АРМЕД" (синяя лампа)
Рефлектор состоит из зеркального металлического плафона
соединенного кронштейном с цельной металлической рукояткой.
Внутри зеркального плафона находится
лампа накаливания мощностью 60 Вт со
стеклянной колбой синего цвета, которая и
является источником инфракрасных и
видимых лучей.
Лечебные эффекты инфракрасного
облучения
Противовоспалительный (противоотечный,
ренгенеративно-пролиферативный),
трофический, местный анальгетический,
вазоактивный.
,
Методика: ИК и Вид – 15 - 40’ ежедневно или через день.
Курс – 20-25 процедур.
Показания для инфракрасного облучения
Хронические и подострые негнойные воспалительные заболевания
внутренних органов, ожоги и отморожения, вялозаживающие раны, язвы,
заболевания периферической нервной системы с болевым синдромом
(миозиты, невралгия), последствия травм опорно-двигательного аппарата.

36.

Часть инфракрасного излучения с максимумом на
длине волны около 10 мкм соответствует излучению
самого человеческого тела. Поэтому любое внешнее
излучение с такими длинами волн наш организм
воспринимает как «своё».
Воздействуя на организм человека в длинноволновой
части инфракрасного диапазона, можно получить
явление, называемое «резонансным поглощением»,
при котором внешняя энергия будет активно
поглощаться организмом, вызывая при этом улучшение
микроциркуляции крови и повышая скорость
окислительно-восстановительных процессов, что
субъективно ощущается как улучшение самочувствия,
снятия чувства усталости и стресса.
Дальнее инфракрасное излучение проникает в
организм до 4-5 см, вызывая его максимальный
прогрев.

37.

Самый известный на Руси искусственный источник
длинноволновых ИК - лучей - это русская печь.
Инфракрасная сауна
1) Очищение организма
2) Омоложение кожи
3) Повышение иммунитета
4) Улучшение микроциркуляции крови
5) Благоприятное психологическое воздействие
6) Улучшение кровообращения
7) Тренировка функциональных систем организма
8) Восстановление организма

38.

Инфракрасное излучение используют в автомастерских для
быстрейшего высушивания лаковых покрытий автомобилей.
В системах безопасности используется
В системах безопасности используется
ТГц излучение для сканирования багажа
ТГц излучение для сканирования багажа
и людей. В отличие от рентгеновского,
и людей. В отличие от рентгеновского,
ТГц излучение не наносит вреда
ТГц излучение не наносит вреда
организму. С его помощью можно
организму. С его помощью можно
разглядеть спрятанные под одеждой
разглядеть спрятанные под одеждой
человека металлические, керамические,
человека металлические, керамические,
пластиковые и др. предметы на
пластиковые и др. предметы на
расстояниях до десятков метров.
расстояниях до десятков метров.

39.

Ультрафиолетовое излучение
электромагнитное излучение, занимающее диапазон между
фиолетовым концом видимого излучения и рентгеновским
излучением (380 — 10 нм ).
Понятие об ультрафиолетовых лучах впервые
встречается у индийского философа 13-го века Shri
Madhvacharya. Атмосфера описанной им местности
содержала фиолетовые лучи, которые невозможно
увидеть обычным глазом.
Вскоре после того, как было обнаружено
инфракрасное излучение, Риттер начал поиски
излучения и в противоположном конце спектра,
с длиной волны короче, чем у фиолетового
цвета. В 1801 году он обнаружил
УФ – излучение.
Иога́нн Вильге́льм Ри́ттер (1776 —1810) —
немецкий химик,физик, философ-романтик.
Сделал ряд важнейших открытий в области электрохимии и
УФ - излучения .

40.

Виды ультрафиолетового излучения
Наименование
Аббревиатура
Ближний
Средний
Дальний
Экстремальный
Вакуумный
Ультрафиолет А,
длинноволновой
диапазон, Чёрный
свет
Ультрафиолет B
(средний
диапазон)
Ультрафиолет С,
коротковолновой,
гермицидный
диапазон
NUV
MUV
FUV
EUV, XUV
VUV
Количество
Длина волны в
энергии на
нанометрах
фотон
400 нм — 300 нм 3.10 — 4.13 эВ
300 нм — 200 нм 4.13 — 6.20 эВ
200 нм — 122 нм 6.20 — 10.2 эВ
121 нм — 10 нм 10.2 — 124 эВ
200 нм — 10 нм 6.20 — 124 эВ
UVA (ДУФ)
400 нм — 315 нм 3.10 — 3.94 эВ
UVB (СУФ)
315 нм — 280 нм 3.94 — 4.43 эВ
UVC (КУФ)
280 нм — 100 нм 4.43 — 12.4 эВ

41.

Ближний ультрафиолетовый диапазон часто называют «чёрным светом»,
так как он не распознаётся человеческим глазом, но при отражении от
некоторых материалов спектр переходит в область фиолетового
видимого излучения.
Основной источник ультрафиолетов
ого излучения на Земле — Солнце
(9% его излучения приходится на
УФ область).
Соотношение интенсивности
излучения ДУФ и СУФ, общее
количество ультрафиолетовых
лучей, достигающих поверхности
Земли, зависит от следующих
факторов:
-от концентрации атмосферного озона
над земной поверхностью
-от высоты Солнца над горизонтом
-от высоты над уровнем моря
-от атмосферного рассеивания
-от состояния облачного покрова
-от степени отражения УФ-лучей от поверхности (воды, почвы)

42.

Биологические эффекты ультрафиолетового излучения в
трёх спектральных участках существенно различаются:
ДУФ – пигментообразующее действие (лечение псориаза в
сочетании с фотосенсибилизирующими препаратами;
СУФ – эритемообразующее и антирахитическое действие;
КУФ – бактерицидное действие.
Положительные эффекты действия УФ
(диапазоны ДУФ и СУФ)
повышает тонус симпатико-адреналиновой
системы,
активирует защитные механизмы,
повышает уровень неспецифического иммунитета,
увеличивает секрецию ряда гормонов,
образуются гистамин и подобные ему вещества, которые обладают
сосудорасширяющим действием, повышают проницаемость кожных
сосудов,
изменяется углеводный и белковый обмен веществ в организме,
изменяет легочную вентиляцию — частоту и ритм дыхания;
повышается газообмен, потребление кислорода, активизируется
деятельность эндокринной системы,
образование в организме витамина Д, укрепляющего костномышечную систему и обладающего антирахитным действием.

43.

Ультрафиолетовые облучатели
Ультрафиолетовый
облучатель ОУФб-04
"Солнышко"
Показания к применению:
-пневмонии,бронхиты, бронхиальная астма, ревматоидный
артрит, рожистое воспаление кожи, невриты, радикулиты,
инфицированные раны, ожоги, закаливание, профилактика
рахита.

44.

Искусственные источники
УФ источники излучения, как правило, имеют селективный
спектр, рассчитанный на достижение максимально возможного
эффекта для определенного фотобиологического процесса.
Эритемные лампы (ЛЭЗО, ЛЭР40) были
разработаны в 60-х годах прошлого века для
компенсации «УФ недостаточности» естественного
излучения, интенсификации процесса
фотохимического синтеза витамина D3 в коже
человека («антирахитное действие»).
Лампа ЛЭ 30
люминесцентная
эритемная
люминесцентная
(люминисцентная),
ртутная, низкого
давления,
терапевтическая,
медицинская
Обладая хорошим «антирахитным действием»,
излучение эритемных ламп с максимумом в
диапазоне 305—315 нм оказывает
одновременно сильное повреждающее
воздействие на коньюктиву (слизистую оболочку
глаза).

45.

«Искусственный солярий», в которых используются УФ источники, вызывающие достаточно быстрое образование
загара. В их спектре преобладает «мягкое» излучение в зоне
УФА. Доля УФВ строго регламентируется, зависит от вида
установок и типа кожи (в Европе различают 4 типа
человеческой кожи от «кельтского» до
«средиземноморского») и составляет 1-5 % от общего УФ
излучения.

46.

Кварцевая лампа "Солнышко"
( мини-солярий)Лампы дают
мягкий ультрафиолет,
идеальный для загара.
(предназначен для местного лечения горла, уха, носа от
воспалений различного рода. Лампа ДРТ-240 в этом
"Солнышке" обладает мощным бактерицидным и
вируцидным действием, которое помогает организму
быстрее справиться с инфекцией)

47.

Ультрафиолетовые лампы используются для стерилизации
(обеззараживания) воды, воздуха и различных поверхностей во
всех сферах жизнедеятельности человека. В наиболее
распространённых лампах низкого давления 86 % излучения
приходится на длину волны 254 нм, что хорошо согласуется с
пиком кривой бактерицидной эффективности (то есть
эффективности поглощения ультрафиолета молекулами ДНК).
Накопление таких изменений в ДНК микроорганизмов приводит
к замедлению темпов их
размножения и вымиранию.
Кварцевая лампа,
используемая для
стерилизации в лаборатории

48.

Весьма рациональное применение найдено УФ лампам,
спектр излучения которых совпадает со спектром действия
фототаксиса некоторых видов летающих насекомыхвредителей (мух, комаров, моли и т. д.), которые могут
являться переносчиками заболеваний и инфекций, приводить
к порче продуктов и изделий.
Эти УФ - лампы используются в качестве
ламп-аттрактантов в специальных
устройствах-светоловушках.
Ртутно-кварцевая лампа
Люминесцентные лампы «дневного
света» (имеют небольшую УФсоставляющую из ртутного спектра)
Бактерицидные облучателирециркуляторы

49.

Теплоотдача организма
теплопрово – испарение конвекция
излучение,
димость
поглощение
незначительна
(15-20 %)
(≈30%)
(≈50 %)
Оценка мощности, теряемой поверхности тела человека при
излучении:
Температура тела Т1=330С = 306 К
Температура воздуха Т0= 180С = 291 К R T 4 T 4
e
1
0
S=1.5 м2
4
4
T
T
Приведенный коэффициент излучения:
1
0
5,1 10
8

50.

Закон Вина
=> при Т=330= 306 К
ИК-диапазон электромагнитных волн
Для здорового человека характерно определенное распределение
температуры по поверхности тела.
Появление патологического очага :
1) усиление кровотока и обмена =>
↑ интенсивности теплового излучения
2) уменьшение кровотока =>
↓ интенсивности теплового излучения
Re T
4
dRe 4 T dT
3
при изменении температуры тела на
0,5 % энергетическая светимость
изменяется на 2 %

51.

Медицинская термография
метод регистрации собственного ИК- излучения с
поверхности тела человека и определение
температуры на его различных участках(с точностью
до 0,010С). Начала развитие с 1956 г.
Преимущества метода:
1) Определение функциональной активности органа и
регуляция изменений в начале развития патологий
(за 5-10 лет до структурных изменений).
2) Широкий спектр диагностики ( позвоночник, органы
ЖКТ, ЛОР- органы, сердце, щитовидная железа,
кровоснабжение конечностей и туловища, суставы,
почки и др.)
3) Быстрота обследования.
4) Отсутствие внешних воздействий.
5) Абсолютная неинвазивность и безопасность.

52.

Термограмма кистей и дистальных
отделов предплечий в норме.
Термограмма кистей и дистальных
отделов предплечий при болезни Рейно:
изображение пальцев отсутствует в
результате значительного снижения их
температуры («тепловая ампутация»),
отмечается понижение температуры
дистальных отделов кистей и предплечий.

53.

Основные методы в медицинской
термографии
•Бесконтактная методика при дистанционной регистрации
излучения
Излучение
Блок – схема термографа
Приёмник преобразователь
Усилитель
Экран
• Контактная методика с использование жидких кристаллов
На поверхность тела помещаются жидкие кристаллы –
индикаторы.
Жидкие кристаллы обладают свойством оптической
анизотропии и меняют цвет в зависимости от температуры.

54.

Лампы
Холодная вода
Инфракрасное излучение мяча до и
после удара.Во время удара
механическая энергия конвертируется
во внутреннюю (тепловую) энергию
Горячий чай, термограмма