Тепловое излучение

Биологическое и терапевтическое действие тепла и холода

Из вышеприведенной характеристики теплового излучения следует вывод, что тело человека беспрестанно выделяет и поглощает тепло из окружающих факторов, тем самым производя в организме нормированный процесс теплообмена.

Выделение энергии из тела происходит посредством своеобразных волн, названных в биофизике ИК-излучением. Оно бывает кратким и длинным (стоит заметить, что длинноволновое излучение присуще мужчинам и людям с более темной, загорелой коже), имеет различную мощность и диапазон действия.

Краткая и средняя дозировка облучения усиливает обменные процессы внутри человеческого тела, стимулируется естественная регенерация, выделение различных ферментов.

Итогом воздействия ИК-лучей на организм человека является накопление всех необходимых элементов в кожном покрове, посредством активации терморецепторов, информацию с которых «считывает» гипоталамус, расширяя и активируя сосуды, увеличивая кровообращение (при усиленном кровотоке человек согревается) и нормализуется обмен крови в лимфах.

Степень проникновения лучей довольно сложно определить. Для этого, необходимо установить особенности индивидуального строения кожного покрова человека, наличие волосяного покрова, степень кровообращения и так далее.

Также данные лучи служат надежным терапевтическим и профилактическим средством злокачественных новообразований, с помощью них проводят восстановительные мероприятия отмороженных частей тела, корректируют состояние связок и мышц и так далее. Также, ИК-терапия активно применяется для лечения неврологических заболеваний.

Но категорически запрещается применять ИК-терапию при наличии доброкачественных опухолей, так как это поспособствует общему ухудшению клинической картины и может привести к формированию злокачественной опухоли. Не рекомендуется применять к пациентам, страдающим гемофилией, повышенным количество белых кровяных телец (лейкоцитов), при сильных внутренних кровотечениях.

Противоположная сторона тепла – холод, имеет очень полезные целебные свойства. При помощи холода останавливают обильное кровотечение при повреждении крупных артерий и кровеносных сосудов, обезболивают пораженные места после ожогов или химического воздействия внешних факторов, а также применяют для ускорения естественной регенерации кожного покрова.

С помощью холода можно стабилизировать состояние сердечной мышцы, произвести профилактику гипертонии, а также произвести полный лечебный курс заболеваний кожного покрова.

В заключение можно добавить, что тепло является неотъемлемым элементом для жизни любого человека.

Все теплообменные процессы, происходящие в организме чрезвычайно важны и в случае резкой потери тепла, холода в нижних конечностях или иных проявлений стоит обратиться в медицинское учреждение за помощью.

Похожие материалы

Подробнее	Характеристики товара Электрический теплый пол HeatUp мат 150-225-1.5 225Вт Общие характеристики Тип нагревательный мат Тип кабеля двужильный Максимальная площадь обогрева 1.5 м² Приведенная потребляемая мощность 246 Вт Удельная мощность…
Подробнее	Характеристики товара Прореживатель GARDENA 3391-20 без черенка Общие характеристики Тип прореживатель Без черенка да Материал зубцов металл Ширина рабочей части 35 см Количество зубцов 11 шт. Вес 0.64 кг Производитель Чехия
Подробнее	Характеристики товара Кабель Рэмз NYM 2х2.5 кв. мм (50 м) ГОСТ Основные характеристики Тип кабельного изделия кабель Маркировка NYM Количество жил 2 шт. Сечение 2.5 кв. мм Максимальный ток нагрузки 27 А Длина 50 м Максимальная…
Подробнее	Характеристики товара AutoExpert Foam K Общие характеристики Тип пеногенератор Объем пеногенератора 1 л Дополнительная информация совместимость: бытовые мойки Karcher серий K2, K3, K4, K5, K6, K7 (не совместима с моделями Karcher серии HD)…
Подробнее	Технологии строительства каркасного домаДом по каркасной технологии можно построить двумя способами: можно построить каркасно-рамочный дом или каркасно-панельный. Каркасно-панельный дом можно сравнить с домостроением крупнопанельным – готовые модули…

Show More

Что такое тепловое излучение?

Тепловое излучение – электромагнитное явление, появляющееся за счет стабилизированной внутренней энергии тела человека. Направление, радиус действия, возможный минимум и максимум, а также частотность волн напрямую зависит от температуры человеческого тела.

Довольно сложно дать характеристику данному явлению, так как у каждого человека излучение абсолютно индивидуально.

Достаточно незаметной разницы в 0.5 градусов, чтобы интенсивность волны, а также радиус теплообмена существенно изменился. Подобное возможно воспроизвести искусственным путем, при помощи радиации.

Альфа, Гамма и Бета лучи способны на короткие сроки послужить надежным теплообменивающим проводником между телами, но установить надежный контакт не представляется возможным.

В биофизике долгое время пытаются дать объяснение происхождению теплового излучения.

Стоит заметить, что данный тип излучения единственный равновесный, так как остальные разновидности – неравномерны и непоследовательны.

Основные понятия и характеристики теплового излучения

правитьЭнергетическая
светимость тела

Энергетическая
светимость тела —
физическая величина, являющаяся функцией
температуры и численно равная энергии,
испускаемой телом в единицу времени с
единицы площади поверхности по всем
направлениям и по всему спектру частот.

;     Дж/с·м²=Вт/м²

правитьСпектральная
плотность энергетической светимости

Спектральная
плотность энергетической светимости —
функция частоты и температуры
характеризующая распределение энергии
излучения по всему спектру частот (или
длин волн).

Аналогичную функцию
можно написать и через длину волны

Можно доказать,
что спектральная плотность энергетической
светимости, выраженная через частоту
и длину волны, связаны соотношением:

правитьПоглощающая
способность тела

Поглощающая
способность тела — —
функция частоты и температуры,
показывающая, какая часть энергии
электромагнитного излучения, падающего
на тело, поглощается телом в области
частот  вблизи 

где —
поток энергии, поглощающейся телом.

—поток энергии,
падающий на тело в области  вблизи 

правитьОтражающая
способность тела

Отражающая
способность тела — —
функция частоты и температуры, показывающая
какая часть энергии электромагнитного
излучения, падающего на тело, отражается
от него в области частот  вблизи 

где —
поток энергии, отражающейся от тела.

—поток энергии,
падающий на тело в области  вблизи 

правитьАбсолютно
черное тело

Абсолютно
черное тело —
это физическая абстракция (модель), под
которой понимают тело, полностью
поглощающее всё падающее на него
электромагнитное излучение

—для абсолютно
черного тела

Подробнее Абсолютно
черное тело

правитьСерое
тело

Серое
тело —
это такое тело, коэффициент
поглощения которого
не зависит от частоты, а зависит только
от температуры

—для серого тела

правитьОбъемная
плотность энергии излучения

Объемная плотность
энергии излучения — —
функция температуры, численно равная
энергии электромагнитного излучения
в единицу объема по всему спектру частот

правитьСпектральная
плотность энергии

Спектральная
плотность энергии — —
функция частоты и температуры, связанная
с объемной плотностью излучения формулой:

Следует отметить,
что спектральная плотность энергетической
светимости для абсолютно черного тела
связана со спектральной плотностью
энергии следующим соотношением:

—для абсолютно
черного тела

Основные законы
теплового излучения

• Закон
  Стефана — Больцмана

• Закон
  излучения Кирхгофа

• Закон
  смещения Вина

Закон Стефана —
Больцмана —
закон излучения абсолютно
чёрного тела.
Определяет зависимость мощности
излучения абсолютно чёрного тела от
его температуры. Формулировка закона:

Мощность излучения абсолютно чёрного тела прямо пропорциональна площади поверхности и четвёртой степени температуры тела:

где  —
степень черноты (для всех веществ ,
для абсолютно черного тела ).
При помощи закона Планка для излучения,
постоянную  можно
определить как

где — постоянная
Планка, — постоянная
Больцмана, — скорость
света.

Численное
значение  Дж·с−1·м−2 ·
К−4.

Закон открыт
независимо Й.
Стефаном и Л.
Больцманом в
предположении пропорциональности
плотности энергии излучения его
давлению .
В 1880 г. подтверждён Лео
Гретцем.

Важно отметить,
что закон говорит только об общей
излучаемой энергии. Распределение
энергии по спектру излучения
описывается формулой
Планка,
в соответствии с которой в спектре
имеется единственный максимум, положение
которого определяется законом
Вина

Применение закона
к расчёту эффективной
температуры поверхности Земли даёт
оценочное значение, равное 249 К или
−24 °C.

Закон излучения
Кирхгофа — физический
закон,
установленный немецким физиком Кирхгофом в 1859
году.

В современной
формулировке закон звучит следующим
образом:

Отношение
излучательной способности любого тела
к его поглощательной способности
одинаково для всех тел при
данной температуре для
даннойчастоты и
не зависит от их формы и химической
природы.

Закон
смещения Вина даёт
зависимость длины
волны,
на которой поток
излучения энергии чёрного
тела достигает
своего максимума, от температуры чёрного
тела.

Характеристика

Тепловое длинноволновое и коротковолновое излучение тела базируется на многочисленных биофизических теоремах и законах (в частности, применяется закон Кирхгофа).

Но выделяется ряд основных аспектов, способных охарактеризовать данное явление:

• поток излучения. Это физическая величина, которая обуславливает точное количество выделяемой энергии теплым телом за условную единицу времени (Дж\С);
• энергетическая светимость – это энергия, излучаемая в установленную единицу времени, на протяжении всего дня, по равной площади и с равными интервалами. Иными словами, энергетическая светимость объясняет то, сколько тепла выделяет человек в течение дня и на каком радиусе от объекта его можно ощутить;
• спектр теплового излучения – точное направление возможных тепловых лучей;
• спектральная поглощательная способность – возможное количество энергии, которое тело может поглотить в течение суток. Нужно отметить, что это практически безразмерная физическая величина, не имеющая точных данных и границ.

Подобные варианты обусловлены тем, что в определенное время года, к примеру, солнце греет неравномерно, тем самым на протяжении всего дня изменяя возможное количество выделяемого и принимаемого тепла.

Точное излучение тепловое – это тот процент тепла, которое ежедневно принимает и отдает физическое тело.

Подобное биофизическое явление довольно сложно поддается объяснению. Множество ученых, в ходе многочисленных исследований смогли дать определения, что количество поглощаемого и выделяемого тепла, а также длительность его задержки в теле человека варьируется от цвета кожи.

Стоит более подробно рассмотреть данный аспект:

• люди с белой кожей являются хорошими проводниками тепла, но в их теле приобретенная извне энергия надолго не задерживается;
• чернокожие люди притягивают к себе тепло (в жаркий день, если выйти в черной одежде можно заметить, что в ней гораздо жарке, нежели, к примеру, в белой или красной одежде). Они идеальные теплопроводники, но отрицательно относятся к холодным климатическим условиям, так как холод ощущается также сильно, как и жара;
• существует нечто среднее, уравновешенное. В биофизике это называется серое тело. Данное тело обладает одинаковой поглощательной способностью, и вне зависимости от длины и количества волн, будет получать равномерное количество тепла.

Это основные характеристики теплового излучения. Как можно заметить, исходя из цвета кожи человека и наличия внешних излучающих энергию факторов, можно установить его взаимодействие с теплом, количество поглощаемой и отдаваемой энергии, а также возможный отрезок времени удержания тепла внутри своего тела.

От расположения излучаемых тепло объектов будет варьироваться количество переданной энергии, а также длины волн излучения.