Slunce jako první světelný zdroj

Sluneční světlo mělo důležité místo už ve starověkém Egyptě, Řecku, Indii a Římě. Sluneční koupele a pobyt v prosvětlených prostorách se staly součástí péče o tělo. Římané dokonce budovali solária – místa určená ke slunění.

Druhým přirozeným zdrojem byl oheň. Vedle viditelné červené a oranžové záře vydává také infračervené záření, které vnímáme jako teplo. Zahřívání u ohně, nahřáté kameny nebo teplé lázně tak představují nejstarší způsoby využívání této energie.

Objev barevného spektra

V 17. století Isaac Newton ukázal, že bílé sluneční světlo lze pomocí skleněného hranolu rozdělit na jednotlivé barvy. Červená se nacházela na jednom konci vzniklé duhy.

Dnes víme, že červené světlo tvoří část viditelného elektromagnetického spektra. Jeho vlnová délka se pohybuje přibližně mezi 620 a 700 nanometry. Za červenou oblastí začíná infračervené záření, které už lidské oko nevidí.

Herschel objevuje neviditelné světlo

Zásadní objev učinil v roce 1800 astronom William Herschel. Rozložil sluneční světlo hranolem a pomocí teploměrů měřil teplotu jednotlivých barev. Zjistil, že směrem od fialové k červené teplota stoupá.

Poté umístil teploměr ještě za červenou část spektra, kde už žádné světlo neviděl. Právě tam naměřil výrazný tepelný účinek. Objevil tak neviditelné záření, kterému dnes říkáme infračervené. Herschelův pokus ukázal, že světlo pokračuje i za hranicí toho, co dokážou zachytit naše oči.

Royal Society – Herschelovy experimenty

Přesnější měření infračerveného záření

V roce 1878 sestrojil americký vědec Samuel Pierpont Langley bolometr – citlivý přístroj schopný zachytit velmi malé teplotní změny. Díky němu mohl podrobněji měřit infračervené záření Slunce.

Princip bolometru se později uplatnil v termokamerách, meteorologii, astronomii a při dálkovém průzkumu Země. Ve 20. století následovaly stále citlivější fotografické materiály, polovodičové detektory a infračervené kamery.

NASA – Samuel Langley a bolometr

Začátky světelné terapie

Na přelomu 19. a 20. století začali lékaři světlo využívat také cíleně. Významnou osobností byl dánský lékař Niels Ryberg Finsen, který vyvinul léčebné postupy založené na koncentrovaném světle. Za svou práci získal roku 1903 Nobelovu cenu za fyziologii nebo lékařství.

Nobel Prize – Niels Ryberg Finsen

Další velký krok přinesl vynález laseru v roce 1960. Laser umožnil vytvářet přesně zaměřené světlo určité vlnové délky. Maďarský lékař Endre Mester poté v 60. letech zkoumal působení nízkovýkonného červeného laseru na živé tkáně. Jeho práce položila základy oboru, kterému se dnes říká fotobiomodulace.

Od laserů k LED diodám

Vývoj LED diod umožnil vyrábět červené a blízké infračervené světlo pomocí menších a dostupnějších zařízení. Vznikly světelné panely, masky a další přístroje, které mohou osvětlovat větší plochu těla.

Při fotobiomodulaci je světlo pohlcováno určitými molekulami v buňkách. Výzkum se zaměřuje především na mitochondrie, které buňkám pomáhají vytvářet energii. Světlo může ovlivňovat buněčný metabolismus, prokrvení a další regulační procesy.

Účinek závisí na konkrétní vlnové délce, síle zdroje, délce působení, velikosti ozařované plochy a celkové dávce energie. Současný výzkum proto pracuje s přesně nastavenými a měřenými parametry.

Mnohem více než světelná terapie

Infračervené záření dnes nachází využití v mnoha oblastech. Termokamery dokážou zobrazit teplotní rozdíly, odhalit úniky tepla z budov, kontrolovat technická zařízení nebo pomáhat hasičům v zakouřeném prostředí.

Infračervená spektroskopie umožňuje určovat chemické složení látek. V astronomii infračervené teleskopy pozorují chladné objekty, vzdálené galaxie a oblasti vzniku hvězd skryté za kosmickým prachem.

NASA – infračervené záření

Od ohně k moderním technologiím

Historie červeného a infračerveného světla vede od slunečních koupelí a tepla ohně přes Newtonův hranol a Herschelovy teploměry až k laserům, LED diodám, termokamerám a vesmírným dalekohledům.