红外线和紫外线的应用

红外线和紫外线的应用

紫外线的保健作用

过度接触紫外线，会烧伤皮肤，或引起老年性白内障，甚至引起皮肤癌等。但适量的紫外线对人体却有许多好处：

杀菌消毒人体的表皮中分布着一种基底细胞，这种细胞含有“黑色素原” 是一种酪氨酸物质 ，在紫外线的作用下，“黑色素原”变为黑色，沉着于被晒的皮肤表面，使皮肤呈均匀的黑褐色。这就是日光晒黑皮肤的重要原因。这种沉着的色素可吸收较多的光能，迅速转变为热能，并刺激汗腺分泌而散热。晒太阳能杀死皮肤上的细菌，预防疖疮、毛囊炎等皮肤病。室内常进阳光，勤晒被褥，可减少疾病的传播。

促进钙磷代谢人体皮肤中含有固醇类物质，这种物质经阳光中的紫外线照射可变为维生素D。维生素D进人血液后改善钙、磷的代谢，有抗佝偻病、骨软化和老年骨质疏松的作用。

增强机体的免疫能力阳光中紫外线的照射，能刺激机体的造血机能，使红血球的数量增多，血色素增加，改善红细胞质量，改善肌肉的活动状态，还能降低血压、血糖、胆固醇、增加机体免疫能力，促进机体细胞吸氧能力和新陈代谢，减轻气喘病和关节疼痛，舒筋活血，增强体质。

那么，应在什么时间接受紫外线？盛夏时11－17时不宜接受阳光晒，因为这段时间红外线太强，一般能达到每分钟每立方米1.5卡以上，所产生的温度是37℃－45℃。春秋季节7－10点，或15－16点，这段时间，阳光中紫外线强，红外线弱。

虽然紫外线过量对人体造成伤害，但人体的健康成长又离不开紫外线。皮肤中7-脱氢胆固醇经光照射转变成维生素D3，维生素D3对维持人体细胞内外钙离子浓度，调节钙磷代谢具有重要的生理功能。在日照不足的国家，婴幼儿的佝偻病和成人的骨质软化和骨质疏松症的发病多，婴儿的茁壮成长离不开适量的日光浴，人体需要适量的紫外线，因此，适量的光照还是必要的。

在红光以外的、肉眼看不见的、具有热效应的光线称为红外线。

是波长比可见光还要长,肉眼看不见的光段,红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种，由德国科学家霍胥尔于1800年发现，又称为红外热辐射,太阳光谱上红外线的波长大于可见光线，波长为0.75～1000μm。红外线可分为三部分，即近红外线，波长为0.75～

1.50μm之间；中红外线，波长为1.50～6.0μm之间；远红外线，波长为6.0～l000μm 之间。

真正的红外线夜视仪是光电倍增管成像，与望远镜原理全完不同，白天不能使用，价格昂贵且需电源才能工作。

紫外线的波长短于红外线，红外线在可见光波段红光外侧，紫外线在可见光波段紫光外测。红外线主要是热作用，可以用于加热，对红外线强度的探测也可以用于识别物体。紫外线可以利用其波长短、频率高、能量大的特点进行杀菌、化学催化等工作

红外线在家庭生活中已逐渐占据地位，所谓家电中红外线技术的应用，是指它通过特殊的设计将煤气燃烧所产生的热量转化为无焰燃烧红外线热所辐射传递，由于燃烧方式与传统机理上的革命，使红外线具有普通燃气灶所无可比拟的显著优势：高效节能，环保健康，洁净卫生，安全可靠。就像微波炉，微波炉又称微波烤箱，顾名思义，是一种利用微波辐射来加热食品的烤箱，在炉子的上方侧面装有磁电管，通电后产生微波，微波穿通食物，使食物内分子产生高温振荡、摩擦生热。微波炉比一般烤箱烹制更快捷，并带有温度调控系统和定

时器。还有一种长波红外线，穿透皮肤的深度一般在0.05—1毫米，最多穿透3—5毫米，而短波红外线穿透力强，一般在1厘米。短波红外线如不加防护对人体的眼睛有伤害，可使晶体混浊，蛋白质变化。由于远红外线具有较好的热效应，会引起一系列的生理效应。如：

1、改善人体微循环；2、提高免疫力，提高机体血液中吞噬细胞的吞噬功能，从而提高人体的免疫力和抗病能力；3、具有消炎、消肿的作用；4、有活血镇痛的作用；5、激活生物大分了的活性，活化组织细胞。就像现在市场上的中脉远弘保健内衣就是利用这个原理。 紫外线，实在光谱的紫端以外，它主要有化学作用和荧光作用，以及生理作用，在化学上它能起一些很专业的用，例如使颜料、涂料固化，还有光刻这都是利用紫外线来进行；在厨房、医院里，我们常常能够见到一种用来杀菌的灯，那就是利用紫外线的生理作用，紫外线的杀菌效果是非常强的，下图是紫外线对常见细菌病毒的杀菌效率（辐射强度：30000µW/cm2）；

在商场中常见的验钞灯，则是利用紫外线能使荧光物质发光，在钱票或商标的某些位置用荧光物质印上标记，在紫外线下识别这些标记，这是一种很有效的防伪标志。在夏季的时候我们都会涂上防晒霜，可是防晒霜为什么有的需要在出门前十几分钟涂呢？为什么大家感觉防晒霜很油呢？那么我们说防晒有两种，一种是化学防晒，涂上防晒霜后，和皮肤和空气发生化学反应，形成一层膜，去将紫外线吸收，这种会对皮肤有所损伤，所以我们要选择物理防晒，可以即搽即出门，是通过反射紫外线达到防晒效果，而为什么要防晒呢？因为在夏季阳光中紫外线中的uvb增强，很容易造成肌肤老化，晒伤，从而无法还原

随着科学技术的发展，红外线和紫外线家会有越来越多的新功能被发现，将会有更多红外线和紫外线设备制造出来为人们造福。

红外线会使人体受到照射的部位温度升高，血管扩张，血液流动加快，皮肤和组织的营养状况得到改善。同时，还能调整睡眠节律，提升食欲，促进细胞增生，令人心情舒畅。

紫外线能有效地杀灭细菌、病毒，增强免疫能力，可促进机体对钙、磷等微量元素的吸收利用，有利于骨骼的生长发育，防止佝偻病出现。不过，过强的紫外线，将削弱机体的抗病能力，导致皮肤癌的发生。

仪器分析

一定强度和波长的紫外线，照射物质（部分物质需要加入荧光染料）时，会物质元素发出荧光(光致发光)，根据荧光的颜色，即可判断出该元素的含量。如铅，汞等重金属，农药残留物等都可用此种方法检测。日光灯就是利用这种原理。

•黑光灯（紫外线灯）诱虫

大部分昆虫的复眼对365nm紫外线特别敏感，在晚上，点燃一只紫外线灯，对昆虫来说犹如光明世界一样。

•人体保健照射

280～320nm的紫外线称为保健紫外线。

照射皮肤后，使皮肤内的7－脱氢麦角胆固醇，转化为维生素D3和D2，防止佝偻病和职业病（矿工等）。

市面已有保健型紫外线灯供应。

•油烟氧化－光解氧化技术

用紫外光来改变其油脂的分子链，同时这种紫外光与空气中的氧反应后产生臭氧，将油脂分子冷燃生成二氧化碳和水，油烟中的有机物被光解氧化，异味也随之消除。

•光触酶（二氧化钛）

在建筑材料或家用电器材料表面加入（或涂覆）少量的纳米级二氧化钛粉末，在使用过程中，可以吸附挥发性有机物VOC （如甲醛、苯，甲苯、乙醇、氯仿等 ），用紫外线照射后可分解这些有机物。

何谓远红外线？

太阳光线大致可分为可见光及不可见光。可见光经三棱镜後会折射出紫、蓝、青、绿、黄、橙、红颜色来。红光外侧的光线是不可见光，波长由0.76-1000微米，称为红外光。当中4- 400微米的波长称为远红外光（线），其中90%的波长介乎8-14微米，科学家称之为生命光线，因为这段波长的光线，与人体发射出来的热能波长相近，同时具备了渗透性、分子共振性，能促进动物及植物的生长。

远红外线有何作用？

远红外线作用于人体能够迅速地被人体皮肤组织吸收，从而引起组成人体细胞的原子和分子的共振，形成热效应，促使皮肤和皮下组织的温度上升，并使重金属粒子、食品中的有毒物质、引起疲劳和老化的乳酸、游离脂肪酸、皮下脂肪、导致高血压的钠离子、以及导致疼痛的尿酸等等妨碍新陈代谢的障碍全部清除干净，重新使组织复活。另外，皮肤腺活化后，积存在毛细血管孔中的外来残余物，就能够不必经过肾脏，而直接从皮肤和汗水一起排出体外，可避免增加肾脏负担。所以远红外线对于血液循环和微循环障碍引起的多种疾病均具有改善和防治作用。

红外线夜视仪是光电倍增管成像，与望远镜原理全完不同，白天不能使用，价格昂贵且需电源才能工作。

紫外线对人体的伤害

在炎热的夏季，太阳光所含有的紫外线对人体的照射是难以避免的。过量的日光紫外线照射可对人体的皮肤、眼睛、免疫系统等造成伤害。紫外线能破坏人体皮肤细胞，导致皱纹、色斑，使皮肤未老先衰，严重时产生日光性皮炎及晒伤，或皮肤和黏膜的日光性角化症，引起癌变。眼睛是紫外线的敏感器官，紫外线能对晶状体造成损伤，是老年性白内障致病因素之一。

在骄阳似火的夏季，上午10时至下午3时，阳光中的紫外线强度最强，室外活动应避开这段时间，以免紫外线对人体的伤害，即使需要在这段时间户外活动，也不要忘记撑遮阳伞，戴遮阳帽或遮阳镜，使用有正规厂家生产的护肤素和防晒霜，并尽量着白色或浅色衣服，以减轻紫外线照射，对人体造成不必要的损伤。

虽然紫外线过量对人体造成伤害，但人体的健康成长又离不开紫外线。皮肤中7-脱氢胆固醇经光照射转变成维生素D3，维生素D3对维持人体细胞内外钙离子浓度，调节钙磷代谢具有重要的生理功能。在日照不足的国家，婴幼儿的佝偻病和成人的骨质软化和骨质疏松症的发病多，婴儿的茁壮成长离不开适量的日光浴，人体需要适量的紫外线，因此，适量的光照还是必要的。

红外线的应用事例

夜视仪————探测人体热量，红外线成像

测距仪————以红外线作为载波的一种测量距离的精密仪器

理疗机————使用远红外线的热效应治疗

热寻的导弹——跟踪飞机尾部热量的导弹，著名的美国响尾蛇

红外线是波长比可见光长的电磁波，波长在770纳米至1毫米之间，在光谱上位于红色光外侧。具有很强热效应，并易于被物体吸收，通常被作为热源。透过云雾能力比可见光强。在通讯、探测、医疗、军事等方面有广泛的用途。 高温杀菌，红外线夜视仪，监控设备，手机的红外口，宾馆的房门卡，汽车、电视机的遥控器、洗手池的红外感应

在光谱中波长自0.76至400微米的一段称为红外线，红外线是不可见光线。所有高于绝对零度（－273℃）的物质都可以产生红外线。现代物理学称之为热射线。医用红外线可分为两类：近红外线与远红外线。

近红外线或称短波红外线，波长0.76～1.5微米，穿入人体组织较深,约5～10毫米；远红外线或称长波红外线，波长1.5～400微米，多被表层皮肤吸收，穿透组织深度小于2毫米。

【红外线的物理特性】

1.有热效应 2.穿透云雾的能力强

过度接触紫外线，会烧伤皮肤，或引起老年性白内障，甚至引起皮肤癌等。但适量的紫外线对人体却有许多好处：

杀菌消毒人体的表皮中分布着一种基底细胞，这种细胞含有“黑色素原” 是一种酪氨酸物质 ，在紫外线的作用下，“黑色素原”变为黑色，沉着于被晒的皮肤表面，使皮肤呈均匀的黑褐色。这就是日光晒黑皮肤的重要原因。这种沉着的色素可吸收较多的光能，迅速转变为热能，并刺激汗腺分泌而散热。晒太阳能杀死皮肤上的细菌，预防疖疮、毛囊炎等皮肤病。室内常进阳光，勤晒被褥，可减少疾病的传播。

促进钙磷代谢人体皮肤中含有固醇类物质，这种物质经阳光中的紫外线照射可变为维生素D。维生素D进人血液后改善钙、磷的代谢，有抗佝偻病、骨软化和老年骨质疏松的作用。

增强机体的免疫能力阳光中紫外线的照射，能刺激机体的造血机能，使红血球的数量增多，血色素增加，改善红细胞质量，改善肌肉的活动状态，还能降低血压、血糖、胆固醇、增加机体免疫能力，促进机体细胞吸氧能力和新陈代谢，减轻气喘病和关节疼痛，舒筋活血，增强体质。

那么，应在什么时间接受紫外线？盛夏时11－17时不宜接受阳光晒，因为这段时间红外线太强，一般能达到每分钟每立方米1.5卡以上，所产生的温度是37℃－45℃。春秋季节7－10点，或15－16点，这段时间，阳光中紫外线强，红外线弱。

紫外线对人体的伤害

在炎热的夏季，太阳光所含有的紫外线对人体的照射是难以避免的。过量的日光紫外线照射可对人体的皮肤、眼睛、免疫系统等造成伤害。紫外线能破坏人体皮肤细胞，导致皱纹、色斑，使皮肤未老先衰，严重时产生日光性皮炎及晒伤，或皮肤和黏膜的日光性角化症，引起癌变。眼睛是紫外线的敏感器官，紫外线能对晶状体造成损伤，是老年性白内障致病因素

之一。

在骄阳似火的夏季，上午10时至下午3时，阳光中的紫外线强度最强，室外活动应避开这段时间，以免紫外线对人体的伤害，即使需要在这段时间户外活动，也不要忘记撑遮阳伞，戴遮阳帽或遮阳镜，使用有正规厂家生产的护肤素和防晒霜，并尽量着白色或浅色衣服，以减轻紫外线照射，对人体造成不必要的损伤。

虽然紫外线过量对人体造成伤害，但人体的健康成长又离不开紫外线。皮肤中7-脱氢胆固醇经光照射转变成维生素D3，维生素D3对维持人体细胞内外钙离子浓度，调节钙磷代谢具有重要的生理功能。在日照不足的国家，婴幼儿的佝偻病和成人的骨质软化和骨质疏松症的发病多，婴儿的茁壮成长离不开适量的日光浴，人体需要适量的紫外线，因此，适量的光照还是必要的。

红外线(Infrared rays)是太阳光线中众多不可见光线中的一种，由德国科学家霍胥尔于1800年发现，又称为红外热辐射(Infrared radiation)。太阳光谱上红外线的波长大于可见光线，波长为0.75～1000μm。红外线可分为三部分，即近红外线，波长为0.75～1.50μm之间；中红外线，波长为1.50～6.0μm之间；远红外线，波长为6.0～l000μm 之间。近年来，由于检测设备的完善及研究的深入，人们对红外线的物理性能及其生物学效应有了比较全面的认识，获得了许多进展。红外线特别是远红外线已被广泛运用在医疗保健产业中，与日常生活有关的各种红外线产品也大量出现。本文在此主要对红外线的生物学效应机理及其临床应用研究的现况进行介绍。

一、红外线生物学效应的机理

红外线是一种电磁波，当它通过放射方式辐射到物体时，被物体吸收的辐射能传递给物体内的原子、分子等粒子，使这些粒子发生不规则运动，引起物体的升温作用，称为远红外线的一次效应，也称为增温效应。产生一次效应的同时，物体也随之发生其他的化学、物理等改变，这称之为物体吸收远红外线辐射后产生的二次效应，也称为继发效应。

红外线对人体皮肤、皮下组织具有强烈的穿透力。外界红外线辐射人体产生的一次效应可以使皮肤和皮下组织的温度相应增高，促进血液的循环和新陈代谢，促进人的健康[1] 。红外线理疗对组织产生的热作用、消炎作用及促进再生作用已为临床所肯定，通常治疗均采用对病变部位直接照射。近红外微量照射治疗对微循环的改善效果显著,尤以微血流状态改善明显。表现为辐照后毛细血管血流速度加快,红细胞聚集现象减少,乳头下静脉丛淤血现象减轻或消失,从而对改善机体组织、重要脏器的营养、代谢、修复及功能有积极作用[2]。