Tia hồng ngoại là một dạng bức xạ điện từ nằm ngay sau ánh sáng đỏ trong quang phổ, mang đến vô số ứng dụng trong đời sống. Nhưng đồng thời, nó còn có thể gây ra những tổn thương nghiêm trọng cho da, mắt và thậm chí là hệ thần kinh nếu tiếp xúc trong thời gian dài và với cường độ cao
Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng nhau khám phá ba khía cạnh quan trọng của tia hồng ngoại: bản chất và đặc tính của nó, những ứng dụng đa dạng trong cuộc sống hàng ngày, và tác động của tia hồng ngoại đối với sức khỏe con người. Hãy cùng tìm hiểu để có cái nhìn toàn diện về loại tia này nhé.
Định nghĩa về tia hồng ngoại và có mấy loại?
Tia hồng ngoại là một dạng bức xạ điện từ có bước sóng dài hơn ánh sáng nhìn thấy nhưng ngắn hơn sóng vô tuyến. Nó có khả năng phát nhiệt và không thể nhìn thấy bằng mắt thường, nhưng có thể cảm nhận qua nhiệt độ.
Tia hồng ngoại có phạm vi bước sóng rộng, từ 700 nm đến 1 mm, và được chia thành ba loại chính dựa trên chiều dài bước sóng:
- Tia hồng ngoại gần
- Tia hồng ngoại trung
- Tia hồng ngoại xa
Đáng chú ý, tia hồng ngoại xa có bước sóng dài nhất trong ba loại, nhưng lại mang năng lượng bức xạ thấp nhất. Sự đa dạng này trong phổ tia hồng ngoại tạo ra nhiều ứng dụng độc đáo trong khoa học và công nghệ.
Nguồn phát tia hồng ngoại là gì? Mọi vật thể có nhiệt độ lớn hơn 0°K đều phát ra tia hồng ngoại, ví dụ như than nóng, cơ thể con người, hoặc bất kỳ vật nào có nhiệt độ cao hơn môi trường xung quanh.
Nguyên lý hoạt động của tia hồng ngoại
Nguyên lý hoạt động của tia hồng ngoại dựa trên khả năng phát và hấp thụ năng lượng của vật chất, cũng như tương tác của nó với môi trường xung quanh. Tất cả vật thể có nhiệt độ trên 0 độ Kelvin đều phát ra tia hồng ngoại. Nguồn phát chính là mặt trời, lửa và các nguồn nhân tạo như đèn LED, màn hình máy tính,…
Khi tiếp xúc với vật thể, tia hồng ngoại tỏa ra nhiệt lượng. Sau đó, làm ấm vùng tiếp xúc và lan tỏa đến khu vực xung quanh. Ngoài ra, tia hồng ngoại có thể gây ra hiện tượng quang điện trong ở chất bán dẫn và tác động lên một số loại kính đặc biệt.
Tia hồng ngoại xa (bước sóng 4-14 micromet) đóng vai trò quan trọng trong sự sống và phát triển của sinh vật. Song song đó, kích thích cơ thể sản sinh các chất có lợi cho hệ miễn dịch và tu bổ protein.
Ứng dụng của tia hồng ngoại trong đời sống
Tia hồng ngoại có rất nhiều ứng dụng, bao gồm:
- Dùng trong các thiết bị điều khiển từ xa như remote TV, điều hòa.
- Trong y học, tia hồng ngoại hỗ trợ chữa trị các bệnh về lưu thông máu, viêm khớp, và tổn thương cơ bắp.
- Ứng dụng trong quân sự, thiết bị nhìn đêm, và kính viễn vọng
Chi tiết về các ứng dụng của tia hồng ngoại trong đời sống như sau:
Lĩnh vực y tế
- Điều trị hiệu quả: Tia hồng ngoại được ứng dụng rộng rãi trong y học, được chứng minh có khả năng điều trị nhiều căn bệnh như: ung thư, viêm dạ dày, viêm gan, viêm tuyến tiền liệt, huyết áp cao, hen suyễn,…
- Làm dịu vết thương: Tia hồng ngoại giúp làm dịu các vết thương do bỏng lạnh hoặc bỏng nóng gây ra, thúc đẩy quá trình hồi phục da.
- Làm đẹp da, trị mụn: Tia hồng ngoại kích thích sản sinh collagen, tăng độ đàn hồi cho da, giúp da mịn màng, tươi trẻ. Ngoài ra, tia hồng ngoại còn có tác dụng trị mụn, se khít lỗ chân lông hiệu quả.
Ứng dụng trong công nghệ
- Điều khiển từ xa, chuột quang: Các thiết bị điện tử như điều khiển từ xa, chuột quang,… sử dụng đèn LED phát ra tia hồng ngoại để truyền tải thông tin.
- Cảm biến hồng ngoại: Các cảm biến hồng ngoại ở nhiều nơi công cộng như sân bay, bệnh viện,… giúp nhận biết người và các đồ vật di chuyển xung quanh, cũng như phát hiện những vật thể lạ có trong vali của hành khách.
- Thiết bị nhìn đêm: Đặc biệt, tia hồng ngoại được ứng dụng vào thiết bị nhìn đêm như camera giám sát, đèn pha,… giúp chúng ta quan sát được trong môi trường có cường độ ánh sáng yếu, được dùng rộng rãi trong quân sự cũng như đời sống hằng ngày.
Ngoài ra, tia hồng ngoại còn có vô số ứng dụng khác trong đời sống như: sấy khô thực phẩm, hỗ trợ trồng trọ, chăn nuôi, xác định nhiệt độ bề mặt vật thể,…
Tác hại của tia hồng ngoại mà ít người biết
Mặc dù tia hồng ngoại có nhiều ứng dụng hữu ích, nhưng việc tiếp xúc quá nhiều với chúng có thể gây bỏng nhiệt và tổn hại cho da. Tia hồng ngoại có khả năng gây hại nếu không được sử dụng đúng cách, nhất là khi tiếp xúc lâu dài với nhiệt độ cao.
Nguy cơ tổn thương da do bức xạ cường độ cao
Bức xạ hồng ngoại ở cường độ cao có thể gây ra những tác hại nghiêm trọng cho sức khỏe con người, đặc biệt là đối với da và các mô. Bức xạ hồng ngoại có bản chất tương tự như sóng nhiệt, có khả năng gây tổn thương nhiệt cho các mô sinh học. Các tác động của tia hồng ngoại đối với da như sau:
- Có thể làm tăng nhiệt độ da, dẫn đến bỏng nếu tiếp xúc quá lâu hoặc cường độ cao .
- Đẩy nhanh quá trình lão hóa da, làm xuất hiện nếp nhăn và làm giảm độ đàn hồi của da .
- Tăng nguy cơ ung thư da. Mặc dù không trực tiếp gây đột biến DNA như tia UV, nhưng tia hồng ngoại có thể làm tăng tác hại của tia UV, từ đó gián tiếp làm tăng nguy cơ ung thư da .
- Tiếp xúc kéo dài với tia hồng ngoại có thể gây viêm da và kích ứng .
- Làm tăng sắc tố melanin, tăng thêm các vấn đề về tăng sắc tố da như nám, tàn nhang .
Tác động đến mắt
Việc tiếp xúc kéo dài với tia hồng ngoại có thể gây ra nhiều tác hại nghiêm trọng cho mắt, đặc biệt đối với những người thường xuyên làm việc trong môi trường có nguồn phát tia hồng ngoại. Mắt người rất nhạy cảm với các loại bức xạ trong phổ điện từ, nhất là khi cường độ bức xạ ở mức cao.
Khi tiếp xúc với bức xạ điện từ cường độ cao, bao gồm cả tia hồng ngoại, có thể dẫn đến: tổn thương thủy tinh thể, hư hại giác mạc,…Đây chính là lý do tại sao việc nhìn trực tiếp vào mặt trời lại gây hại nghiêm trọng cho mắt.
Hiệu ứng nhà kính
Hiệu ứng nhà kính có sự tham gia quan trọng của tia hồng ngoại. Quá trình này diễn ra như sau:
- Bề mặt Trái Đất và các đám mây hấp thụ bức xạ từ Mặt Trời.
- Sau đó, chúng tái phát xạ năng lượng dưới dạng bức xạ hồng ngoại vào bầu khí quyển.
Một số yếu tố trong khí quyển góp phần giữ lại bức xạ hồng ngoại gần bề mặt Trái Đất: Nồng độ hơi nước cao, Các nguyên tố như lưu huỳnh và nitơ, Các chất hóa học như chlorofluorocarbon (CFCs),…Sự tích tụ bức xạ hồng ngoại gần mặt đất dẫn đến hai hệ quả chính là nhiệt độ bề mặt Trái Đất tăng cao và các kiểu thời tiết biến đổi, có thể gây hại cho con người, sinh vật sống trên mặt đất.
Biện pháp bảo vệ da và mắt trước tác động của tia hồng ngoại
Để bảo vệ da và mắt khỏi tác động có hại của tia hồng ngoại, có một số biện pháp hiệu quả như sau:
Đối với da
- Trước khi ra đường hãy sử dụng kem chống nắng, che chắn người bằng các quần áo bảo hộ, tất tay, tất chân hoặc mũ nón.
- Trong khoảng thời gian từ 10h sáng đến 4h chiều, nên hạn chế ra đường.
- Khi dừng, đỗ xe ngoài đường nên tìm khu vực có bóng râm để tránh tia hồng ngoại. Hoặc đối với xe ô tô, bạn có thể lựa chọn dán phim cách nhiệt để chống nóng, cản tia UV và hồng ngoại có trong ánh nắng mặt trời, bảo vệ da toàn diện khi di chuyển dưới trời nắng.
Bảo vệ mắt
- Sử dụng các loại kính râm hay kính có công dụng cản tia hồng ngoại, cực tím khi đi ngoài đường.
- Tránh nhìn trực tiếp vào các nguồn phát tia hồng ngoại mạnh như mặt trời, lò nung.
Tia hồng ngoại đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực của đời sống, tuy nhiên, việc tiếp xúc quá mức với tia hồng ngoại cũng có thể dẫn đến nhiều tác hại tiềm ẩn cho sức khỏe con người. Do vậy, hãy sử dụng các biện pháp phòng ngừa phù hợp như: hạn chế tiếp xúc trực tiếp với nguồn phát tia hồng ngoại trong thời gian dài, sử dụng kem chống nắng có chỉ số SPF phù hợp khi ra ngoài trời nắng, đeo kính râm để bảo vệ mắt, dán phim cách nhiệt,…để bảo vệ sức khỏe da, mắt của mình và gia đình.
