R # BIfl | ~ b

Поиск гидрогенизированного C60 (фуллерана) в околозвездных оболочках

Недавнее обнаружение фуллерена (C ₆₀ ) в космосе и положительное распределение пяти диффузных межзвездных полос, чтобы укрепить представление о том, что родственные фуллерену соединения могут эффективно образовываться в околозвездных оболочках и присутствовать в значительных количествах в межзвездной среде.Экспериментальные исследования показали, что C ₆₀ может быть легко гидрогенизирован, что повышает вероятность того, что гидрированные фуллерены (или фуллерены, C ₆₀ H _m , m = 1–60) могут быть в большом количестве в космосе. В данной работе мы представляем теоретические исследования колебательных мод изомеров C ₆₀ H _m . Наши результаты показывают, что четыре полосы в среднем инфракрасном диапазоне от скелетных колебаний C ₆₀ остаются заметными в слегка гидрированном C ₆₀ , но их сила уменьшается в разной степени с увеличением гидрирования. Следовательно, возможно, что наблюдаемые инфракрасные полосы, приписываемые C ₆₀ , могут быть обусловлены смесью фуллеренов и фуллеранов. Это дает возможное объяснение наблюдаемого разброса отношений полос C ₆₀ . Наши расчеты показывают, что особенность около 15 мкм м, обусловленная режимом дыхания сильно гидрогенизированного C ₆₀ , может быть обнаружена астрономически. Сообщается о предварительном поиске этой особенности в 35 источниках C ₆₀ .

Сейчас точно установлено, что околозвездные оболочки являются основными источниками молекул и твердых тел в Галактике.Недавние инфракрасные и миллиметровые наблюдения показали, что сложные молекулы могут эффективно синтезироваться в околозвездных оболочках эволюционировавших звезд, выбрасываться в межзвездную среду и распространяться по всей Галактике (Kwok 2004). Открытие досолнечных зерен, несущих изотопные сигнатуры асимптотических гигантских ветвей звезд, является доказательством того, что продукты околозвездного химического синтеза действительно пережили путешествие через Галактику и могут быть встроены в раннюю солнечную систему (Zinner 1998). Среди молекул, синтезированных в околозвездной среде, есть чистая молекула углерода фуллерен (C ₆₀ ). Околозвездная C ₆₀ была впервые обнаружена по четырем колебательным полосам в молодой планетарной туманности Tc1 (Cami et al. 2010). Впоследствии колебательные полосы C ₆₀ были обнаружены в различных околозвездных условиях (Гарсия-Эрнандес и др. 2010, 2011, 2011b; Селлгрен и др. 2010; Гилен и др. 2011; Жанг и Квок 2011; Эванс и др. al.2012; Робертс и др. 2012; Otsuka et al. 2013), хотя механизмы возбуждения и образования околозвездной C ₆₀ остаются неясными (например, Zhang & Kwok 2013 и ссылки в ней). В частности, C ₆₀ был обнаружен в 11, 4 и 7 планетарных туманностях в Галактике, Большом Магеллановом Облаке (LMC) и Малом Магеллановом Облаке (SMC), соответственно, и уровень обнаружения является самым высоким среди планетарных туманностей SMC. туманности, за которыми следуют БМО и галактические планетарные туманности (García-Hernández et al. 2012; Otsuka et al. 2016). Некоторые из источников C ₆₀ также демонстрируют колебательные полосы из (Berné et al., 2013; Zhang, Kwok, 2013; Стрельников и др., 2015).

С момента своего первого синтеза в лаборатории, C ₆₀ или его производные, как предполагалось, в изобилии присутствуют в межзвездной среде и могут служить переносчиком диффузных межзвездных полос (DIBs; Kroto et al. 1985). Однако поиск электронных переходов C ₆₀ в космосе не увенчался успехом (Snow & Seab 1989; Herbig 2000), предполагая, что межзвездный C ₆₀ (если таковой имеется) мог быть преобразован в другие молекулярные формы.Основываясь на лабораторных спектрах, записанных в неоновой матрице (Fulara et al. 1993), Foing & Ehrenfreund (1994) приписали два сильных DIB при 9632 и 9577 Å. Эта идентификация остается неопределенной из-за отсутствия экспериментальных данных по газовой фазе и отсутствия обнаружения других DIB, совпадающих с более слабыми полосами. Недавно Кэмпбелл и др. (2015) сообщили о спектре холодной газовой фазы, который демонстрирует особенности, замечательно согласующиеся с двумя DIB не только по длинам волн, но также по ширине полосы и относительной интенсивности (см. Также Campbell et al.2016а). Более слабые полосы 9348,4, 9365,2 и 9427,8 Å вскоре после этого были обнаружены в диффузных облаках (Walker et al. 2015; Campbell et al. 2016b). К настоящему моменту пять DIB получили убедительное назначение.

Иглесиас-Грот и Эспозито (2013) обнаружили одинаковые полосы поглощения при 9632 и 9577 Å с удивительно большой эквивалентной шириной по отношению к протопланетарной туманности IRAS 01005 + 7910, содержащей C ₆₀ , что позволяет предположить, что эти две полосы имеют в основном околозвездное происхождение.Две DIB на 4428 и 5780 Å оказались необычно сильными в планетарных туманностях, содержащих С ₆₀ (Диас-Луис и др., 2015). Эти результаты усиливают представление о связи между некоторыми носителями DIB и родственными фуллеренами соединениями, синтезируемыми в околозвездных оболочках.

ДИБ, вероятно, происходят из молекул или радикалов, обладающих сильной осцилляторной силой. Учитывая высокую стабильность углеродного каркаса, C ₆₀ способен выжить в довольно суровых условиях (см. Cataldo et al.2009, и ссылки в нем). Атомная и электронная структуры C ₆₀ позволяют образовывать большое разнообразие стабильных производных, включая C ₆₀ H _m (фуллерены), C ₆₀ аддукты, X @ C ₆₀ (эндофуллерены; X представляет один или несколько атомов или молекул), гетерофуллерены, букионионы и так далее. Это согласуется с общим свойством DIB, потому что DIB можно разделить на разные группы в соответствии с корреляциями интенсивностей.Возможность использования различных фуллереновых соединений в качестве носителей DIB недавно обсуждалась Омонтом (2016).

В лаборатории C ₆₀ может быть легко гидрирован до C ₆₀ H ₃₆ с помощью атомарного водорода (см. , Например, Cataldo & Iglesias-Groth 2009; Iglesias-Groth et al.2012). Поскольку водород является наиболее распространенным элементом во Вселенной, а фуллерен был обнаружен в богатых водородом околозвездных оболочках (Гарсия-Эрнандес и др., 2010), разумно ожидать, что C ₆₀ H _m может существовать в Космос.Большинство экспериментальных процедур синтеза C ₆₀ H _m выполняется на конденсированных образцах (Goldshleger & Moravsky 1997), и трудно сказать, может ли реакция радиационной ассоциации газовой фазы C ₆₀ и H эффективно производить C ₆₀ H _м . Однако химия в астрономической среде может сильно отличаться от химии в лаборатории, и возможно, что околозвездный C ₆₀ существует либо в твердой, либо в газовой формах (Zhang & Kwok 2013).Следовательно, нельзя исключить возможность того, что в пространстве C ₆₀ H _м может образоваться на твердых поверхностях.

Экспериментальные исследования показывают, что C ₆₀ H _m будет быстро дегидрироваться до C ₆₀ в атмосфере инертного газа, когда температура приближается к 550 K (Rüchardt et al. 1993). Если астрономические фуллерены представляют собой свободно летящие газообразные частицы, температуры значительно выше 550 К могут быть легко достигнуты посредством стохастического нагрева путем поглощения одиночного УФ-фотона.Если это так, то существенно гидрированные фуллерены, вероятно, будут присутствовать только в средах, богатых атомами H и лишенных УФ-излучения. Хотя эти два условия имеют относительно узкое пересечение, они удовлетворяются околозвездной средой отражательных туманностей и протопланетарных туманностей.

Экспериментальные данные показывают, что полосы валентных колебаний C − H C ₆₀ H _м при 3,4–3,6 мкм м имеют молярные коэффициенты экстинкции, аналогичные коэффициентам молярной экстинкции четырех основных колебательных полос C ₆₀ (Иглесиас -Groth et al. 2012). Эти особенности были предварительно обнаружены в протопланетарной туманности IRAS 01005 + 7910, и относительные интенсивности предполагают большое значение м (Zhang & Kwok 2013). Однако Диас-Луис и др. (2016) не обнаружили фуллерены в двух планетарных туманностях, демонстрирующих сильную эмиссию C ₆₀ , и пришли к выводу, что они могли быть разрушены УФ-излучением. Действительно, экспериментальное исследование Катальдо и Иглесиаса-Грот (2009) показывает, что молекулярный водород может выделяться из C ₆₀ H _m УФ-излучением и C ₆₀ H _m / C _{Коэффициент распространенности 60} зависит от равновесия между гидрированием C ₆₀ и выделением молекулярного водорода.

Поскольку спектральная информация о фуллеранах из лабораторных данных ограничена, было бы полезно провести теоретические исследования для изучения вибрационных сигнатур C ₆₀ H _m . Последние достижения в области методов вычислительной химии и вычислительной техники позволяют теоретически исследовать колебательные свойства больших молекул, таких как фуллерены. В этой статье мы представляем теоретические расчеты инфракрасных спектров C ₆₀ H _m , которые затем сравниваются с данными наблюдений.В частности, мы исследуем влияние гидрирования на спектральное поведение C ₆₀ и возможность обнаружения спектральных характеристик с помощью астрономических наблюдений.

В лабораторных условиях C ₆₀ H ₃₆ является наиболее распространенным продуктом для синтеза, хотя могут быть получены и другие фуллерены. Термический отжиг может частично удалить водород из C ₆₀ H ₃₆ с образованием C ₆₀ H ₁₈ (Iglesias-Groth et al.2012). Лабораторные методы синтеза фуллеранов обобщены Goldshleger & Moravsky (1997) и Cataldo & Iglesias-Groth (2010). Экспериментально обнаружено, что связи C − H образуются за счет присоединения водорода к двойным связям C = C, в результате чего количество атомов водорода в нейтральных фуллеранах всегда равно. Руководствуясь этими экспериментальными результатами, мы выбрали для теоретического исследования 11 типов C ₆₀ H _м , где м = 2,4…, 20 и 36. Фуллерены большего размера () очень нестабильны из-за значительной структурной деформации.

Тем не менее, мы не можем исключить присутствие радикалов фуллерена с нечетными атомами водорода в астрономических условиях. В лабораторных условиях, где имеется много доступных атомов H, гидрируется в конденсированной фазе, что не обязательно имеет место в космосе. Однозначно не ясно, сопровождается ли дегидрирование фуллеранов высвобождением атомов H или молекул H ₂ .Расчеты Zerenturk & Berber (2012) показывают, что миграционный водород на фуллеранах имеет высокие барьеры, если только присутствие соседнего атома H не снижает миграционный барьер. Если это так, десорбция молекул H ₂ была бы более вероятной. Если предположить, что путь образования имитирует лабораторный эксперимент, в котором наиболее высокогидрированный стабильный фуллер H ₃₆ образуется из C ₆₀ , а затем образуются низшие гидрогенизированные частицы за счет потери H ₂ , то будут иметься только фуллерены с четное число присоединенных атомов H. Учитывая относительную сложность изучения фуллеранов с нечетным числом атомов H (см. Ниже), желательно начать с фуллеранов с четным числом атомов H. Тем не менее, было бы полезно включить фуллерены с нечетным числом атомов H в будущие исследования реакций ассоциации C ₆₀ H _m с атомами H, путей диссоциации и их скоростей в космических условиях.

Математически количество изомеров фуллерена может быть получено с использованием комбинаторного подхода.На рисунке 1 мы показываем количество изомеров с увеличением уровней гидрирования на основе чисел в таблице 2.5 Bonchev & Rouvray (1995). Как видно из рисунка 1, количество структурных изомеров для каждого C ₆₀ H _м огромно ( N ~ 10 ¹⁵ для м = 30). Было бы практически невозможно с вычислительной точки зрения исследовать все возможные геометрические формы. Поэтому мы ограничиваемся изучением только пяти изомеров для каждого вида (за исключением C ₆₀ H ₁₈ , для которого включены 20 изомеров). Хотя пять — это очень малая часть от общего числа изомеров, отметим, что расчеты Бончева и Рувре (1995) не принимают во внимание химическую стабильность. В настоящих расчетах мы сосредотачиваемся на тех изомерах, которые могут быть наиболее стабильными, а исследование влияния ограниченного числа изомеров будет выполнено в разделе 3.3.

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 1. Количество изомеров C ₆₀ H _m изомеров с увеличением значений m . Темными кружками отмечены рассматриваемые в статье фуллерены.

Загрузить рисунок:

Начальные геометрические формы изомеров были получены на основе наиболее стабильных изомеров, о которых сообщалось в экспериментальных и теоретических работах Катальдо и Иглесиас-Грот (2010). В общем, мы начинаем с изомера C ₆₀ H ₂ и последовательно добавляли атомы водорода для получения других изомеров фуллеранов. Для визуализации исходных структур использовалась графическая программа Chemcraft ⁶ чтобы избежать подобной геометрии среди изомеров. Для сильногидрированных атомов H распределены как можно более равномерно по клетке C ₆₀ , чтобы минимизировать влияние сил отталкивания между атомами H.

Вычислительные процедуры колебательных спектров C ₆₀ H _m аналогичны описанным в Sadjadi et al. (2015). Расчеты теории функционала плотности (DFT) проводились с использованием Gaussian 09 (Frisch et al.2009), PQS, ⁷ и Firefly ⁸ пакеты, работающие на сетевом узле суперкомпьютера HKU и машине QS128-2300C-OA16 QuantumCubeTM отдельно. Мы использовали гибридные функционалы B3LYP и BH & HLYP в сочетании с согласованным по поляризации базисом PC1 (Jensen 2001, 2002), чтобы получить гармонические частоты основных колебаний молекул. В соответствии с критериями по умолчанию, все оптимизированные геометрии были охарактеризованы как локальные минимумы, установленные положительными значениями всех гармонических частот и их соответствующими собственными значениями второй производной матрицы.На рисунке 2 показаны оптимизированные структуры изомеров C ₆₀ H _m , включенных в это исследование. Изомеры расположены слева направо в порядке увеличения относительной полной энергии.

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Загрузить рисунок:

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Загрузить рисунок:

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 2. Геометрия локальных минимумов C ₆₀ H _м изомеров из модельных расчетов. Всего 55 структур, по 5 изомеров для каждой из C ₆₀ H _м , м = 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 36 включены в наше исследование. Номера изомеров указаны от 1 до 5 слева направо. Углеродный каркас показан серым цветом, а связи C-H показаны синим цветом. Мы можем ясно видеть геометрическое искажение клетки C ₆₀ при присоединении атомов водорода.Длины волн колебаний и собственная сила этих изомеров включены в качестве данных за рисунком.

Загрузить рисунок:

Затем к частотам колебаний DFT применялась схема двойных масштабных коэффициентов (Laury et al. 2012). В этой схеме частоты колебаний cm ^-1 и cm ^-1 масштабированы на 0,9311 и 0,9352 для BH и HLYP и на 0,9654 и 0,9808 для B3LYP, соответственно.Чтобы сравнить рассчитанные спектры поглощения с наблюдаемыми спектрами излучения, мы приняли модель теплового возбуждения при температуре 400 K и применили функцию уширения Друде к теоретическим спектрам изомеров C ₆₀ H _m . Ширина принята равной примерно 0,3 мкм м, в соответствии с наблюдаемой шириной деталей. Предполагаемая температура сопоставима с определенными по астрономическим спектрам. Наконец, теоретический спектр каждого C ₆₀ H _m был получен путем усреднения его пяти изомерных спектров.

Точность такой комбинации функционалов DFT, базиса и масштабных коэффициентов была оценена как 0,12–0,13 мкм м при воспроизведении экспериментальных длин волн (Sadjadi et al. 2015). Трудно оценить неопределенность силы диапазона. В литературе сообщалось о несоответствующей силе полосы C ₆₀ , и есть большие расхождения между теоретическими и экспериментальными значениями (см. Zhang & Kwok 2013; Brieva et al. 2016 и ссылки в них).Тем не менее, DFT был оценен как обладающий отличными характеристиками при прогнозировании относительной интенсивности инфракрасного излучения и рамановской активности (Зверева и др. 2011). Из наших расчетов мы получаем относительную внутреннюю прочность ⁹ из полос C ₆₀ на 18,9, 17,4, 8,5 и 7,0 мкм м равняется 100, 37, 31 и 71, что находится в пределах диапазона ранее заявленных значений. Вычисленные спектры C ₆₀ сравниваются с инфракрасными данными преобразования Фурье из F.Катальдо (2017, частное сообщение) на рисунке 3. Разумное согласие между теорией и экспериментом дает нам уверенность в теоретических результатах.

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 3. Теоретические спектры C ₆₀ , полученные с использованием функционалов B3LYP (зеленый) и BH & HLYP (синий), по сравнению с экспериментальными данными (красный) F. Cataldo (2017, частное сообщение).Пиковые длины волн обозначены соответствующими цветами.

Загрузить рисунок:

Моделирование основных электронных состояний систем с открытой оболочкой, таких как катион-радикалы фуллерена, с помощью формализма DFT требует дополнительных усилий. Чтобы исключить спиновое загрязнение из волновой функции, возникающее в неограниченном формализме DFT, таком как UB3LYP, мы установили нашу модель на ограниченный формализм открытой оболочки. Матрица энергии второй производной вычисляется численными методами в последнем методе, а не аналитическими методами в первом, которые требуют больше вычислительного времени.Мы проверили надежность выбранного нами подхода с ограниченной открытой оболочкой в ​​предсказании правильной электронной структуры путем вычисления первого потенциала ионизации C ₆₀ из разности энергий C ₆₀ и. Оптимизация геометрии и частотные расчеты были выполнены с помощью ROB3LYP / PC1. Расчетная энергия ионизации составляет 7,85 эВ, что прекрасно согласуется с экспериментальным значением 7,65 ± 0,20 эВ, приведенным в Pogulay et al. (2004). Результаты ограниченного исследования катионов представлены в разделе 3.4.

Из рисунка 2 видно, что геометрия углеродных каркасов искажена sp ² до sp ³ гибридизационное изменение атомов углерода претерпевает гидрирование в различных частях клетки C ₆₀ . В классическом представлении о взаимодействующих атомах твердых сфер ожидается, что отталкивание между атомами H увеличит энергию деформации в клетке, что может вызвать нестабильность и дальнейшее разложение очень сильно гидрированного C ₆₀ .В результате гидрирования и перегруппировки связей π образуются различные типы связей C-C, такие как сопряженные, олефиновые и ароматические связи. Возникающее в результате нарушение симметрии клетки C ₆₀ приводит к активации большего количества мод C-C и изменяет относительные силы четырех полос скелетных колебаний C ₆₀ , а также формирует новые полосы. Ожидается, что добавление атомов H к молекуле C ₆₀ также приведет к появлению новых режимов растяжения и изгиба C − H с соответствующим увеличением интенсивности с увеличением числа атомов H.Эти эффекты будут здесь количественно исследованы.

3.1. Режим растяжения C − H при 3,4

На рис. 4 показаны рассчитанные профили валентных полос C − H около 3,4 мкм м. Эти режимы растяжения приводят к множественным пикам в диапазоне от 3,3 до 3,9 мкм, мкм, и существует общая тенденция увеличения ширины полосы с увеличением значений мкм мкм. Это может быть связано с влиянием соседнего окружения групп C-H. Для данной связи C-H колебательные частоты изменяются в зависимости от количества и расстояния соседних атомов углерода, которые связаны с водородом (Webster 1992).Когда значение м мало, усиление гидрирования приводит к большей сложности и, следовательно, к более сложным профилям полос. При превышении определенного значения м дальнейшее гидрирование приводит к меньшему количеству свободных участков и снижает сложность. Следовательно, профиль полосы 3,4 мкм, мкм является отражением симметрии молекулы и может быть взят в качестве зонда структуры C ₆₀ H _m .

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 4. Теоретические профили элемента C ₆₀ H _м 3,4 мкм м. Каждый профиль представляет собой среднее значение пяти изомеров.

Загрузить рисунок:

Полоса 3,4 мкм м, возникающая из-за менее симметричной C ₆₀ H _м , может быть очень широкой и ее трудно обнаружить в астрономических спектрах. Смесь изомеров C ₆₀ H _m может давать широкое плато около 3.4 мкм м, особенность, которая обычно наблюдается в астрономических источниках.

Сильные стороны полосы 3,4 мкм мкм положительно коррелируют со степенью гидрирования, как показано на рисунке 4. Если C ₆₀ гидрогенизирован лишь незначительно, полоса 3,4 мкм мкм может быть слишком слабой, чтобы ее можно было использовать. обнаруживаемый в астрономических спектрах. На рисунке 5 мы исследуем вариации интенсивностей со значениями м . Видна положительная корреляция, хотя зависимость явно нелинейная.Когда, интенсивности полос, приходящиеся на один атом водорода, увеличиваются с увеличением значений m . Это показывает, что генераторы C – H не остаются изолированными друг от друга. Присутствие дополнительных атомов H влияет на распределение электронов, которые реагируют на искажение вдоль участков C – H и приводят к большим вариациям электрического дипольного момента.

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 5. Интенсивности 3,4 мкм м (нижняя панель I ) и (верхняя панель) по сравнению со значениями м для C ₆₀ H _м . Столбики представляют собой стандартные отклонения средних значений различных изомеров.

Загрузить рисунок:

Экспериментальные данные показывают, что полосы валентных колебаний C − H C ₆₀ H ₃₆ и C ₆₀ H ₁₈ имеют коэффициенты молярной экстинкции (нормированные на количество групп CH) больше, чем у алифатических молекул (Iglesias -Groth et al.2012). Следовательно, если фуллерены с высокой степенью гидрирования имеют распространенность, сравнимую с алифатическими частицами, они должны быть легко обнаружены в астрономических спектрах через полосу 3,4 мкм мкм. Четыре полосы около 3,4 мкм мкм в спектре IRAS 01005 + 7910 были предварительно отнесены к фуллерам, и их относительная интенсивность может свидетельствовать о существовании видов с разной степенью гидрирования (Zhang & Kwok 2013). Изучение рисунка 4 ясно показывает, что можно качественно воспроизвести наблюдаемые особенности посредством взвешенных сумм этих вычисленных спектров, в то время как количественное сравнение теоретических и наблюдательных спектров требует более обширных вычислений изомеров C ₆₀ H _m .

Поскольку C ₆₀ H _m имеет довольно низкий потенциал ионизации, C ₆₀ может присутствовать в диффузной межзвездной среде и вносить вклад в явление DIB. Теоретические расчеты и экспериментальные данные полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) показывают, что валентная мода C – H в катионах сильно подавлена ​​(Pauzat et al. 1995). Топологический анализ Pauzat et al. (2010) показывают, что дыра в оболочке π , созданная ионизацией, может быть ответственной за подавление мод C – H в катионах ПАУ.Поэтому стоит изучить, имеет ли место такое подавление и для фуллеранов. Детальное исследование колебательного спектра C ₆₀ H _m ⁺ выходит за рамки данной статьи, но должно быть продолжено в будущем. Предварительное исследование двух ионизированных разновидностей фуллеренов приведено в разделе 3.4.

3.2. Изгиб C – H и движения углеродного каркаса в 5–24 области спектра

Из-за внутренней слабости в интенсивности валентных колебаний C – H фуллеренов с низким содержанием водорода, необнаружение 3.4 мкм м в двух источниках C ₆₀ (Диас-Луис и др., 2016) нельзя использовать для вывода об их отсутствии, и поиск должен быть сосредоточен на спектральном диапазоне на более длинных волнах. На рис. 6 показаны теоретические спектры C ₆₀ и C ₆₀ H _м в области 5–24 мкм мкм. Для сравнения мы также построили спектр спектра Spitzer IRAS 01005 + 7910 за вычетом континуума (подробности см. В Zhang & Kwok 2011). Из-за своей высокой степени симметрии C ₆₀ имеет только 4 инфракрасно-активных и 10 рамановских колебательных характеристик.Все инфракрасные активные диапазоны, за исключением одного, плохо смешанного с диапазоном неопознанного инфракрасного излучения (UIE) на 8,6 мкм м, четко обнаруживаются в IRAS 01005 + 7910. При гидрировании симметрия основной цепи C ₆₀ нарушается, и, таким образом, некоторые Рамановские режимы становятся инфракрасными. Ожидается, что изгиб C-H в сочетании со скелетными колебательными модами C ₆₀ может дать большое количество полос в этой спектральной области.

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 6. Спектр IRAS 01005 + 7910 (верхняя панель) и теоретические спектры C ₆₀ (вторая панель) и C ₆₀ H _м (нижние панели). Пунктирной линией обозначено положение объекта 15 мкм м.

Загрузить рисунок:

На Рисунке 6 мы можем видеть широкие эмиссионные особенности около 8, 15 и 20 мкм мкм в большинстве фуллеранов, которые качественно согласуются с экспериментальными спектрами Iglesias-Groth et al.(2012). Действительно, эти широкие особенности также присутствуют в спектре IRAS 01005 + 7910. Однако, поскольку особенности плато, особенно на 8 и 12 мкм м, также могут быть проявлением алифатических изгибных мод C − H (Kwok et al., 2001) или эффектами ангармонизма и ферми-резонанса в горячих обычных ПАУ (см. Мальцева et al.2015, для исследования плато в области 3 мкм м), мы не можем однозначно отнести особенности плато в IRAS 01005 + 7910 к C ₆₀ H _м .Ниже мы обсудим происхождение всех трех функций.

Характеристика 8 мкм м: колебания около 8 мкм м обычно возникают из-за изгибных мод C – H в направлениях, параллельных тангенциальной плоскости углеродной сферы. Широкая характеристика 6–9 мкм м обычно проявляется в спектрах богатых фуллеренами планетарных туманностей в Магеллановых облаках (García-Hernández et al. 2012), что похоже на теоретические спектры фуллеренов.

Характеристика 15 μ м: эта особенность возникает из режима дыхания (иногда называемого радиальным режимом) атомов углерода, когда каркас надувается и сдувается, в сочетании с периферийным изгибающим движением C − H.Схематическая иллюстрация этого режима для C ₆₀ H ₃₆ показана на рисунке 7.

Рисунок 7. Колебательный режим C ₆₀ H ₃₆ , отвечающий за диапазон 15 μ м. Черные и синие круги обозначают атомы углерода и водорода соответственно. Связи C-C и C-H показаны зелеными линиями. Красные стрелки указывают направление относительных движений. Анимацию этого режима вибрации можно посмотреть в онлайн-версии статьи.

(Анимация этого рисунка доступна.)

Загрузить рисунок:

Характеристика 20 мкм м: колебательные моды в области 20 мкм м обычно представляют собой моды деформации углеродного каркаса, где угловое и расстояние между атомами углерода изменяется в зависимости от вибрации. В этой области есть хорошо известная неопознанная широкая эмиссионная деталь, известная в литературе как особенность 21 мкм м (Kwok et al.1989). Эта особенность была приписана фуллерам Вебстером (1995) на основе моделей силового поля и упругой оболочки. Наши расчеты показывают, что фуллерены действительно могут давать широкие характеристики в диапазоне длин волн 17–23 мкм м. Однако профили и положения пиков фуллеранов сильно различаются от одного вида к другому, в отличие от постоянной длины волны пика и профилей характеристик наблюдаемой особенности 21 мкм мкм (Volk et al. 1999). Мы не можем воспроизвести наблюдаемые профили 21 мкм м с одним или суммой нескольких теоретических спектров фуллерена.Это, вместе с тем фактом, что нет корреляции между особенностью 21 μ m и C ₆₀ (Zhang et al.2010; Zhang & Kwok 2011), приводит нас к выводу, что фуллерены не являются носителями 21 μ м.

3.3. Спектральная вариация среди изомеров C

Чтобы оценить степень спектральной вариации в различных изомерах фуллерена, мы увеличили количество изомеров с 5 до 20 для C ₆₀ H ₁₈ ( Рисунок 8).Относительные значения энергии этих 20 изомеров расширяются до диапазона 80 ккал / моль (с поправкой на нулевую энергию). Вместе с прямым сравнением параметров молекулярной геометрии это обеспечивает приемлемое структурное разнообразие среди этих изомеров. Теоретические спектры этих 20 изомеров показаны на рисунке 9. Также нанесена площадь (показана серым цветом), покрытая одним стандартным отклонением из 20 спектров. Присутствуют все четыре доминирующих элемента около 3, 8, 15 и 20 мкм м, независимо от вариации значений мкм м.Эти результаты предполагают, что наличие признаков не является специфическим для конкретного изомера. В частности, широкая особенность около 8 мкм м является самой сильной, за ней следует особенность с пиками около 15 мкм м. В отличие от элемента 15 мкм, мкм, элементы около 20 мкм мкм сильно различаются по интенсивности и положению пиков среди изомеров. Интенсивности признака 3,4 мкм мкм не чувствительны к конкретному изомеру.

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 8. Геометрия 15 дополнительных изомеров C ₆₀ H ₁₈ . Цифры в скобках указывают номера изомеров. Длины волн колебаний и собственная сила изомеров представлены в виде данных за рисунком.

Загрузить рисунок:

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 9. Спектральные вариации 20 изомеров C ₆₀ H ₁₈ .Номера изомеров в легенде указаны на рисунках 2 и 8. Вертикальная пунктирная линия отмечает положение элемента 15 мкм м. Серая область представляет собой область, покрытую одним стандартным отклонением от среднего значения по 20 спектрам.

Загрузить рисунок:

3.4. Спектры катионов фуллера

Чтобы проверить возможное влияние ионизации на спектральное поведение фуллеранов, мы рассчитали спектры двух ионизированных частиц с низкой и высокой степенью гидрирования: C ₆₀ и C ₆₀ , начиная с геометрии их нейтральных изомеров с наименьшей энергией (изомер1).Хорошо известно, что из-за теоретических ограничений при работе с электронными энергетическими состояниями, близкими к основному, которые возникают в фуллеренах и фуллеренах, когда они имеют электронную структуру с открытой оболочкой, длины волн и интенсивности колебаний C – C не являются точными. (Паузат 2011). Следовательно, мы сосредотачиваемся только на полосах валентных колебаний C – H в диапазоне длин волн 3–4 мкм м. Из результатов вычислений DFT мы получаем совместно добавленные интенсивности 8,4305, 21,0465, 1265,5103 и 533.8743 км моль ⁻¹ для участков 3–4 μ м C ₆₀ H ₂ , C ₆₀ , C ₆₀ H ₃₆ и C ₆₀ соответственно. Теоретические спектры этих молекул показаны на рисунке 10. Из рисунка видно, что положения пиков и профили, по-видимому, инвариантны между нейтральными и ионизированными фуллеренами, что можно отнести к одной и той же геометрии и симметрии. Однако изменить интенсивность особенностей 3–4 мкм м при ионизации непросто.C ₆₀ показывает уменьшение интенсивности его полос валентных колебаний C – H, в то время как обратное верно для C ₆₀ . Такое спектральное поведение отличается от поведения молекул ПАУ, где валентные моды C – H подавлены в ионах. Такое подавление не является прямым результатом ионизации, а скорее результатом изменений электронной структуры при ионизации (Паузат и др. 2010). В частности, интенсивности полос отражают искажение электронной плотности при внутренних смещениях ядер.Необходимы более тщательные исследования катионов фуллерена, чтобы определить эффекты ионизации и то, как такие изменения зависят от конкретных изомеров и содержания водорода.

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 10. Теоретические спектры двух катионов фуллерена в области 3–4 мкм мкм. Верхняя панель показывает сравнение спектров C ₆₀ H ₂ (сплошная линия) и C ₆₀ (пунктирная линия), а нижняя панель — между C ₆₀ H ₃₆ (сплошная линия) и C ₆₀ (пунктирная линия).

Загрузить рисунок:

4.1. Происхождение разброса наблюдаемых соотношений полос в C

Молекула фуллерена (C ₆₀ ) была обнаружена по их четырем инфракрасно-активным полосам из-за мод углеродного скелета. Эти четыре полосы все еще видны для слегка гидрированного C ₆₀ , но постепенно исчезают по мере увеличения гидрирования (рис. 6). Следовательно, возможно, что астрономические полосы C ₆₀ , о которых сообщается в литературе, на самом деле могут частично возникать из-за слабогидрированного C ₆₀ .Это говорит о том, что и его гидрированные производные могут быть более распространенными, чем считалось ранее, потому что прогрессирующее гидрирование затруднит обнаружение четырех инфракрасных полос.

На Рисунке 11 мы количественно сравниваем вариации собственных сил четырех полос в зависимости от значений м . Показано, что общие собственные силы уменьшаются с увеличением гидрирования, а собственные силы отдельных полос имеют различные зависимости м .Полосы на более длинных волнах, по-видимому, ослабевают быстрее по сравнению с характеристикой 7,0 мкм м. С увеличением гидрирования интенсивность полосы 7,0 мкм мкм уменьшается примерно в 1,5 раза, а затем остается почти постоянной до тех пор, пока интенсивности полос 18,9 и 17,4 мкм мкм не будут непрерывно уменьшаться более чем на один порядок величины. . Следовательно, относительная сила четырех скелетных лент различна для C ₆₀ и C ₆₀ H _m .

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 11. Собственная сила четырех мод колебаний углеродного скелета (7,0, 8,5, 17,4 и 18,9 мкм м) в сравнении со значениями м C ₆₀ H _м . Черная кривая представляет собой сумму четырех полос. Планки погрешностей представляют собой стандартные отклонения средних значений различных изомеров.

Загрузить рисунок:

Наблюдаемые относительные силы четырех полос C ₆₀ были использованы для вывода механизмов возбуждения молекулы (Bernard-Salas et al.2012; Гарсия-Эрнандес и др. 2012; Робертс и др. 2012; Чжан и Квок 2013). Однако сложно различить механизмы флуоресценции и теплового возбуждения из-за неопределенностей в собственных силах полос. Эта проблема была недавно повторно исследована Бриевой и соавт. (2016), которые представили новые лабораторные измерения собственных сильных сторон. Даже с использованием последних данных наблюдаемые отношения полос слишком разбросаны, чтобы их можно было отнести к моделям флуоресценции или теплового возбуждения.Бриева и др. (2016) объяснили это несоответствие загрязнением мощностей диапазонов от UIE или других излучений, что, если бы это было правдой, серьезно ограничило бы использование инфракрасных диапазонов в качестве исследования физических условий в околозвездной среде.

На рисунке 12 мы исследуем возможность того, может ли гидрирование C ₆₀ играть роль в большом разбросе наблюдаемых соотношений полос. Наблюдаемые соотношения полос взяты из Bernard-Salas et al. (2012), Гарсия-Эрнандес и др.(2012) и Otsuka et al. (2014). Следует отметить, что даже для сильного C ₆₀ -источника Tc 1 разные авторы сообщают о разных соотношениях полос 7.0 μ м / 8.5 μ м, частично из-за различных способов вычитания других линейных вкладов. Построено изменение отношения полос в зависимости от температуры в рамках модели теплового возбуждения. Отметим, что предсказанные отношения полос по модели флуоресценции очень близки к таковым по тепловой модели (Бриева и др., 2016).Рисунок 12 показывает, что большой разброс наблюдаемых соотношений полос 17,4 мкм / м / 18,9 мкм мкм не может быть объяснен моделью, характеризуемой одним параметром (т.е. средней энергией фотона и температурой для флуоресценции и тепловой модели, соответственно. ). Однако это несоответствие можно объяснить эффектами гидрирования. Во-первых, разные степени гидрирования и различные изомеры C ₆₀ H _m могут вносить вклад в разброс наблюдаемых соотношений полос.во-вторых, большая часть C ₆₀ H _м показывает большие теоретические соотношения полос 17,4 мкм м / 18,9 мкм м, чем C ₆₀ . Тот факт, что наблюдаемые данные лежат в диапазоне теоретических значений C ₆₀ H _m на рисунке 12, предполагает, что гидрированный C ₆₀ может присутствовать в этих источниках и вносить вклад в наблюдаемые инфракрасные полосы.

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 12. Коэффициенты внутренней прочности C ₆₀ H _м (закрашенные кружки соединены пунктирной линией), где столбцы представляют собой стандартные отклонения средних значений различных изомеров. Отмеченные числа представляют значение м . Красный квадрат обозначает позицию C ₆₀ . Пунктирная кривая представляет расчетные отношения для теплового возбуждения C ₆₀ . Зеленые, синие и пурпурные открытые треугольники — это наблюдаемые значения, взятые у Бернарда-Саласа и др.(2012), Гарсия-Эрнандес и др. (2012) и Otsuka et al. (2014) соответственно. Для наглядности полосы погрешностей наблюдаемых значений не отображаются.

Загрузить рисунок:

4.2. Поиск околозвездной C

Одной из основных проблем при поиске околозвездной C ₆₀ H _m является большое количество изомеров. Хотя C ₆₀ H ₃₆ и C ₆₀ H ₁₈ являются доминирующими продуктами экспериментов с C ₆₀ , подвергнутым воздействию атомов водорода, физические условия околозвездных оболочек сильно отличаются от условий в наземной лаборатории. .Учитывая очень низкую плотность околозвездных оболочек, вероятно, будут присутствовать менее стабильные фуллерены. Посредством усреднения теоретических спектров различных изомеров (рис. 6) полосы, которые обычно присутствуют во всех изомерах, могут служить ориентирами для поиска околозвездных C ₆₀ H _m . Одной из отличительных особенностей спектров фуллерена является появление плато 13–17 мкм м (рис. 6). По мере увеличения числа атомов H полоса 15 мкм мкм становится более заметной.Изменение прочности элементов плато 15 мкм м и 13–17 мкм м со значениями м показано на рисунках 13 и 14. Мы можем видеть, что элемент плато в целом сильнее, чем элемент 15 Диапазон μ м, кроме C ₆₀ H ₃₆ . Для сильно гидрированного C ₆₀ полоса 15 мкм мкм явно выделяется из плато.

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 13. Потоки элемента 15 мкм м (черный) и плато 13–17 мкм м (красный) в сравнении со значениями м C ₆₀ H _м . Столбики представляют собой стандартные отклонения средних значений различных изомеров.

Загрузить рисунок:

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 14. Соотношение потоков между элементом 15 мкм м и плато 13–17 мкм м vs. м значения C ₆₀ H _м . Столбики представляют собой стандартные отклонения средних значений различных изомеров.

Загрузить рисунок:

Характеристика 15 мкм, мкм уникальна для фуллеранов. Нет известных ароматических молекул с сильными полосами при 15 мкм мкм. Изгибные моды алифатических соединений сосредоточены около 8 и 12 мкм и мкм. CO ₂ имеет полосу на этой длине волны, но это не ожидается в среде с высоким содержанием углерода.Таким образом, полоса 15 мкм м может служить полезным зондом сильно гидрированного C ₆₀ в околозвездных оболочках.

Мы предприняли поиск полосы 15 мкм м в известных источниках C ₆₀ (Приложение A). Точное положение колебательных полос в теоретических спектрах зависит от применяемого масштабного коэффициента (раздел 2), и это видно по небольшим различиям длин волн, наблюдаемым в теоретических и экспериментальных спектрах длин волн C ₆₀ (Рисунок 3).Следовательно, мы не можем принять максимальную длину волны 15 мкм м в качестве окончательной характеристики фуллерана. Тем не менее отметим, что некоторые объекты обладают особенностями с длинами волн, близкими к 15 мкм м. Три объекта, содержащих C ₆₀ (IRAS 01005 + 7910, IRAS 06338 + 5333, NGC 7023), отображают особенность на расстоянии 15 мкм м. ¹⁰ Отметим, что ни у одного из этих трех объектов нет горячей центральной звезды, что согласуется с предположением Диаса-Луиса и др. (2016), что фуллерены быстро разрушаются при увеличении УФ-излучения.Учитывая слабость характеристик, мы должны рассматривать обнаружение в трех источниках как предварительное.

Поскольку гидрирование может значительно подавить четыре полосы скелета C ₆₀ , поиск фуллерана не должен ограничиваться источниками, показывающими четыре полосы C ₆₀ . Более обширный поиск диапазона 15 мкм м следует провести для более широкого круга объектов.

В случае NGC 7023 доступны спектры с пространственным разрешением (Приложение B). На рисунке 15 показаны пять спектров NGC 7023, от ближайшего к центральной звезде («S1», верхняя панель) до самого дальнего от центральной звезды («S5», нижняя панель).Мы можем видеть, что элемент 15 мкм м появляется в положениях «S3» и «S4», где эмиссия C ₆₀ становится слабой и появляется эмиссия H ₂ . Sellgren et al. (2010) показали, что по сравнению с эмиссией H ₂ , деталь 18,9 μ м C ₆₀ расположена ближе к центральной звезде, где УФ-излучение более интенсивно, а пик полос ИЮЭ находится между полосами C ₆₀ и H ₂ , эмиссия. Рисунок 15 показывает, что элемент 15 мкм мкм и UIE примерно копространственны, подтверждая идею о том, что предпочтительными условиями для присутствия фуллеренов являются богатые атомами H и отсутствие интенсивного УФ-излучения.Наблюдаемая особенность относительно узкая, что позволяет предположить, что изомеры H _m , если они существуют, не очень разнообразны, а физические условия способствуют образованию конкретных химических структур.

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 15. Пять спектров после вычитания из континуума Spitzer -IRS SH для NGC 7023 на различных расстояниях от центральной звезды. Синие и красные вертикальные линии указывают положение полос C _{, 60,} и 15.0 μ м соответственно. Обратите внимание, что функция 17,4 мкм м C ₆₀ может быть смешана с полосой UIE. Панель для каждого спектра S1 – S5 помечена смещением щели относительно центрального источника в единицах угловых секунд. Также отмечены две линии H ₂ на 12,28 и 17,03 мкм м.

Загрузить рисунок:

Отметим, что Berné et al. (2013) обнаружены в спектре 75 к северо-западу от центральной звезды NGC 7023 (позиция 2 на их Рисунке 1).На рисунке 16 показано, что эмиссионные области, C ₆₀ , UIE и H ₂ пространственно разделены в NGC 7023, предполагая, что фотохимия играет роль в образовании фуллеренов. Согласно гипотезе о том, что ПАУ являются переносчиками полос UIE, фуллерены образуются в нисходящем процессе, при котором большие ПАУ дегидрируются УФ-излучением с последующим выбросом атомов углерода и изомеризацией (Berné & Tielens 2012). Если наше обнаружение и идентификация особенности 15 μ м является правильным, этот сценарий противоречит нашим наблюдениям фуллеровой особенности 15 μ м, совпадающей с распределением полос UIE.С другой стороны, фуллерены / фуллерены образуются в результате фотохимического воздействия на смешанные аморфные ароматические / алифатические соединения (García-Hernández et al. 2010; Micelotta et al. 2012; Zhang & Kwok 2013). Для дальнейшего развития этой идеи необходима дополнительная теоретическая работа.

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 16. Составное цветное изображение туманности NGC 7023 Spitzer , основанное на Рис. 1 в работе Берне и др.(2013), построенный из компонентов спектрального куба модуля низкого разрешения (LL) IRS . Изображение было сделано в основном из трех интегрированных полос интенсивности: линия H ₂ на уровне 17,0 мкм м (показана синим), полоса UIE на расстоянии 16,4 мкм м (зеленый) и полоса C ₆₀ на расстоянии 18,9 м. μ м (красный). Север находится вверху, а восток — слева. Белые прямоугольники указывают позиции, в которых Berné et al. (2013) извлекли их спектры. Желтые пунктирные прямоугольники представляют области, где были извлечены спектры IRS-SH (показанные на рисунке 15).Положение центральной звезды также отмечено желтой звездочкой.

Загрузить рисунок:

Фуллерены — потенциально важные составляющие межзвездной среды из-за их возможной роли в образовании молекулярного водорода и их взаимоотношений с переносчиками явлений UIE и DIB (Cataldo & Iglesias-Groth 2010). Есть также веские теоретические и экспериментальные основания полагать, что фуллерены широко присутствуют в околозвездной и межзвездной среде.Однако поиски околозвездных фуллеранов пока затруднены из-за отсутствия подробных сведений об их спектрах. В данной работе мы провели теоретическое исследование колебательных спектров фуллеранов методами квантовой химии. Результаты показывают, что гидрирование может иметь существенное влияние на определения содержания и механизма возбуждения C ₆₀ . Несогласованные соотношения полос C ₆₀ между наблюдениями и предсказаниями модели могут быть косвенным доказательством существования слегка гидрогенизированного C ₆₀ .

Особенность при 3,4 мкм м, обусловленная валентными модами C – H, обычно присутствует в спектрах всех фуллеранов. Также заметны широкие особенности около 8, 15 и 20 мкм м, которые возникают из-за изгибных мод C – H, радиальных мод углеродного скелета и мод деформации углеродного скелета, соответственно. Сила 15 мкм мкм увеличивается с увеличением гидрирования, возможно, это индикатор фуллеренов. Спектральный поиск предполагает, что эта особенность присутствует в трех туманностях, содержащих С ₆₀ , без сильного фона УФ-излучения.

Одной из основных проблем при изучении астрономических фуллеранов является большое (до 10 ¹⁵ , как показано на Рисунке 1) количество изомеров, что делает невозможными теоретические расчеты для всех изомеров. В этой статье мы ограничились изучением изомеров самых низких энергий. Наши результаты показывают определенные спектральные тренды с прогрессирующим гидрированием. Следовательно, астрономические последствия для полос скелета C ₆₀ , вероятно, не зависят от выбора конкретных изомеров.Мы планируем расширить наши вычисления на большее количество фуллеранов, включая различное количество атомов углерода и водорода, а также различное расположение связей.

Мы благодарим Франко Катальдо за предоставление нам их экспериментальных спектров фуллерена. Мы также благодарим анонимного рефери и Анибала Гарсиа-Эрнандеса за полезные комментарии. В этой работе используются наблюдения, сделанные с помощью космического телескопа Spitzer , который находится в ведении Лаборатории реактивного движения Калифорнийского технологического института по контракту с НАСА.Финансовая поддержка этой работы была предоставлена ​​Советом по исследовательским грантам Гонконга в рамках грантов HKU 7027 / 11P и HKU7062 / 13P.

Мы исследовали инфракрасные спектры 35 источников, которые, как сообщалось, содержат эмиссию C ₆₀ , для поиска фуллерена 15 μ мкм. Список источников C ₆₀ (таблица 1) включает молодые звездные объекты (YSO), звезды Ae / Be Хербига (HAe / Be), планетарные туманности (PNs), постасимптотические звезды-ветви гигантов (PAGB), протопланетные туманности. (PPN), звезда R Coronae Borealis (RCB), двойная и отражательная туманность (RN).Объекты классифицируются как богатые углеродом (C) или смешанные химические (M) (столбец 4 таблицы 1) на основе других спектральных характеристик в инфракрасных спектрах. Спектры были извлечены из архивов Инфракрасной космической обсерватории (ISO) и Spitzer .

Таблица 1. Объект 15 мкм м в источниках C ₆₀

Примечания.

Список литературы. (1) Робертс и др. (2012), (2) Гарсия-Эрнандес и др. (2011), (3) Gielen et al.(2011), (4) Otsuka et al. (2014), (5) Zhang & Kwok (2011), (6) Гарсия-Эрнандес и др. (2012), (7) Otsuka et al. (2016), (8) Sellgren et al. (2010), (9) Cami et al. (2010), (10) Evans et al. (2012).

Скачать таблицу как: ASCIITypeset image

Три объекта (IC 418, HR 4049 и NGC 7023) в нашей выборке наблюдались в период с июня 1996 г. по февраль 1998 г. с помощью коротковолнового спектрометра ISO (SWS) . Наблюдения проводились с использованием режима Astronomical Observation Template (AOT) 01 на различных скоростях со спектральной разрешающей способностью ( λ /) в диапазоне от 500 до 1600, охватывая диапазон длин волн 2.4–45,2 мкм м. Размеры апертуры составляют 20 дюймов для области 2,4–12 мкм, м и 27 дюймов для диапазона 11–28 мкм м в модуле SWS, соответственно, а экспозиции на источниках измерений варьировались между 1834 и 6538s, в зависимости от яркости источника. Наблюдения за всеми объектами сосредоточены на основных позициях. Обработка данных и калибровка выполнялись по стандартной процедуре.

Средне-инфракрасные спектры остальных 32 объектов в таблице 1 получены с помощью инфракрасного спектрографа (IRS) на борту космического телескопа Spitzer .Все эти объекты наблюдались с помощью модулей Short-Low (SL) и Short-High (SH), охватывающих диапазон длин волн 5,2–19,6 мкм м со спектральной дисперсией R ~ 64–600. Размеры апертуры составляют × 57 дюймов и × в модулях SL и SH соответственно, а общее время интегрирования наблюдений IRS составляет от 39 до 2462 с, в зависимости от ожидаемых потоков в средней инфракрасной области от источников. Данные были сокращены, начиная с основных откалиброванных данных из версии s18 трубопровода Научного центра Спитцера.7 и были запущены с помощью программы IRSCLEAN для удаления некорректных пикселей. Затем мы использовали спектральные извлечения из точечных источников для извлечения спектров с помощью Spectral Modeling, Analysis and Reduction Tool. Окончательный спектр был получен с использованием объединенных наблюдений IRS для улучшения отношения сигнал / шум.

На рисунке 17 показаны спектры 35 объектов. Континуумы ​​были подогнаны полиномом третьего порядка и вычтены из спектров. Положения четырех полос C ₆₀ и характеристики 15 μ м отмечены вертикальными линиями.Результаты поиска приведены в столбце 3 таблицы 1, где галочки указывают на предварительные обнаружения, а двоеточия указывают на предельные или неопределенные обнаружения.

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Загрузить рисунок:

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 17. Вычитаемые из континуума средние инфракрасные спектры известных источников C ₆₀ в диапазоне длин волн 6,5–19,5 мкм м. Синяя и красная линии указывают положения полос C ₆₀ и характеристики 15 μ м, соответственно.

Загрузить рисунок:

Инфракрасные спектроскопические наблюдения NGC 7023 были выполнены IRS на борту космического телескопа Spitzer в режиме спектрального картирования в августе 2004 г. (AOR 3871232).Мы извлекли пять спектров с высоким разрешением в различных положениях, которые были сняты модулем SH, охватывающим диапазон длин волн 9.9–19.6 мкм м. Размеры щелей равны, а время экспозиции каждого спектра 20 с. Данные были сокращены с использованием базовых откалиброванных данных из конвейерной версии s18.8 Научного центра Spitzer, и была выполнена программа IRSCLEAN для удаления ложных пикселей. Для вычитания континуума применялась полиномиальная аппроксимация низкого порядка. Эти пространственно разрешенные спектры показаны на рисунке 15.

Отметим, что особенность 15 мкм м обнаружена в спектрах ISO (рис. 17) и Spitzer (рис. 15) NGC 7023.

Техника правильного дыхания. Польза дыхательных упражнений. Нади шодхана

Отправить свои хорошие работы в базу знаний просто. Используйте форму ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в учебе и работе, будут Вам очень благодарны.

Размещено http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Владимирский государственный университет им. Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых» (ВлГУ)

Кафедра физического воспитания

ЭССЕ

по теме: « Современные дыхательные техники »

по дисциплине «Физическая культура»

Владимир 2014

Введение

1.Дыхательная гимнастика К.П. Бутейко

2. Дыхательная гимнастика А.Н. Стрельникова

3. Упражнения

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Дыхание — что может быть проще. Казалось бы, всю жизнь мы дышим автоматически и неосознанно. Мало кто может похвастаться возможностью управлять таким простым процессом, как дыхание. Но именно в правильном дыхании кроется секрет счастливой жизни и вечной молодости.Уже в медицинских трактатах древности содержится колоссальный объем информации, отражающей постоянный интерес человека к дыханию, к этой волнующей тайне бытия, невидимой нити жизни. В различных научных и философских школах разрабатывались многие концепции, теории дыхания, практиковались конкретные приемы дыхательных упражнений. Одновременно с изучением древних практик шел активный поиск новых способов лечения. Особое внимание люди стали уделять дыханию еще в середине прошлого века, которое подарило нам такое количество болезней, присущих высокотехнологичным цивилизациям, что пришлось срочно искать немедикаментозные методы борьбы.Именно тогда на помощь пришел простейший метод — правильное дыхание.

Изучение дыхательных механизмов и попытки взять под контроль этот важнейший физиологический процесс берут начало в первобытном обществе. Изучая себя как часть природы, человек отмечал неразрывную связь между характером дыхания и состоянием здоровья. Начало жизни человека и животного совпадало с началом дыхания, последний вздох убитого врага или умирающего соплеменника означал конец жизни.Состояние сна было совершенно непонятным для наших древних предков, когда дыхание казалось единственным видимым проявлением жизни. Душа, эта нетленная часть «я», которая приходит в момент рождения и в момент смерти навсегда покидает тело, также долгое время была связана с дыханием. Отождествляя дыхание и душу, человек представился природе, Богу, своему дыханию и своей душе.

Процесс дыхания приобрел особое значение для медицины и философии Востока: для них характерен тезис о важности дыхания в телесной и духовной жизни, о пользе дыхательных упражнений… В древневосточной медицине и боевых практиках (кунг-фу, ушу и т. Д.) Дыхание рассматривается как биоэнергетический процесс, который можно целенаправленно регулировать посредством изменения внешнего дыхания (частоты, глубины вентиляции, вдоха, выдоха и т. Д.) . Эти знания легли в основу оздоровительных методов и боевых систем, где руководящим принципом, одним из главных условий успеха является систематическая тренировка дыхания. Созданные на Востоке оздоровительные системы, техники и методы контроля дыхания не утратили своего значения и по сей день и успешно практикуются как на Востоке, так и на Западе.

В западной практике значительный прорыв в исследованиях дыхания был достигнут в процессе научно-технической революции. Подтверждено влияние дыхания на все основные функции и процессы организма человека, на восстановление целостности здоровья, на профилактику заболеваний, на повышение резервных возможностей человека.

В конце 18 века. знаменитый ученый Лавуазье установил, что при окислении органических веществ в организме, а также при их сгорании на воздухе поглощается кислород, выделяется углекислый газ и выделяется тепло.В последние десятилетия исследования в области анатомии, физиологии и биохимии дыхания, разработка диффузионной модели газообмена, создание теории функциональных систем и изучение механизмов адаптации способствовали появлению различных методик. коррекция нарушений функции дыхания и газообмена.

С 1960-х гг. в нашей стране активно развиваются и распространяются оригинальные методики дыхательной гимнастики: Бутейко К.П., Стрельникова А.Н., Ю.Г. Вилунас, К. В. Дурыманов и др. В последнее десятилетие ХХ в. созданы общедоступные устройства для тренировки дыхания: трубка Галузина, тренажер В.Ф. Фролова «ТДИ-01», комплекс «Самоздрав» по ​​методике Бутейко. Сметанкин А.А. разработал и внедрил метод биологической обратной связи (biofeedback).

Несомненным преимуществом дыхательных практик является то, что они, в отличие от других методов, требуют меньше времени и усилий, их можно выполнять независимо от состояния здоровья, в том числе пожилых и хронически больных.Практически любой человек, который хочет взять свою судьбу в свои руки, может освоить подходящую ему дыхательную практику и исцелить тело, а также раскрыться духовно. Неудивительно, что в русском языке (как и во многих других) слова «дух» и «дыхание» связаны и указывают на тесную связь между этими двумя понятиями.

Почему-то считается, что человека нужно учить правильно читать, петь, рисовать, но совсем не обязательно учить дышать. Но это в корне неверно! Большинство людей, к сожалению, неправильно дышат, и из-за этого у них развивается множество заболеваний.В первую очередь поражаются сами органы дыхания, появляются такие серьезные заболевания, как астматический бронхит или эмфизема легких. Поражается нервная система, что приводит к множеству психических заболеваний, например, заиканию. Из-за неправильного дыхания могут возникнуть даже заболевания, которые на первый взгляд никак не связаны с дыханием, такие как аллергия, проблемы с пищеварением, метеоризм и нарушения зрения.

Что делать и как научиться правильно дышать? Чтобы понять это, вам сначала нужно получить общее представление о процессе дыхания.

Как известно, в процессе дыхания мы постоянно удаляем углекислый газ из легких и вдыхаем кислород; принцип работы нашего организма построен на замене этих двух газов. Все химические процессы в организме зависят от поглощения кислорода. В условиях покоя организм потребляет в среднем 250-300 мл кислорода за 1 минуту и ​​выделяет 200-250 мл углекислого газа. При физической работе большой мощности потребность в кислороде значительно возрастает, и максимальное потребление кислорода (MOC) у высококвалифицированных людей достигает примерно 6-7 л / мин.

Врачи делят дыхательный процесс (который нам кажется неотделимым) на несколько стадий: внешнее дыхание — газообмен между атмосферой и альвеолами, газообмен между альвеолами и кровью легочных капилляров, перенос газов кровью — процесс переноса кислорода от легких к тканям и углекислого газа от тканей к легким, обмен кислорода и углекислого газа между кровью капилляров и клетками тканей тела, внутренних или ткань, дыхание — биологическое окисление в митохондриях клетки.

Мы не замечаем границ между этими стадиями, воспринимая только первую стадию — вдох и выдох. Но сам процесс намного сложнее и интереснее, в нем задействованы сразу три структуры: дыхательные пути, легочная ткань и грудная клетка.

дыхательные гимнастические упражнения

1. Дыхательная гимнастика К.П. Бутейко

Бутемыко Константимн Памвлович (27 января 1923 г., Иваница (Недригайловский район) — 3 мая 2003 г., Москва) — советский ученый, физиолог, клиницист, философ медицины, кандидат медицинских наук, член общественной организации «Международная академия информатизации». «.Автор научных работ и изобретений в различных областях медицинской науки и техники.

Поступил в 1946 г. в 1-й медицинский институт. И.М. Сеченова в Москве (окончил с отличием в 1952 году. Окончил клиническую ординатуру на кафедре академика Е.М. Тареева. После клинической ординатуры продолжил работу в том же отделении заведующим лабораторией функциональной диагностики. 1958 г.- В 1968 г. — заведующий лабораторией функциональной диагностики Института кардиологии Сибирского отделения АН СССР.

Он известен как автор открытия «болезни глубокого дыхания» — нарушения в системе автоматического контроля дыхания и методики избавления от этого заболевания — метода Бутейко, применяемого для избавления от бронхиальной астмы и других симптомов заболевания. заболевание глубокого дыхания.

Основная теоретическая концепция Бутейко состоит в том, что основной причиной так называемых «болезней цивилизации» являются нарушения обмена веществ, вызванные неправильным дыханием (болезнь глубокого дыхания).

Бутейко предложил нормализовать основную функцию организма — систему внешнего дыхания — с помощью разработанной им методики волевого устранения глубокого дыхания.Слово «волевой» здесь означает «сознательное», а не «насильственное» устранение обнаруженной им болезни.

Метод Бутейко, метод волевого устранения глубокого дыхания, VLHD — метод избавления от бронхиальной астмы и некоторых других патологий, связанных с нарушением обмена веществ. Предложен советским ученым К.П. Бутейко в 1960-е гг. Метод основан на коррекции дыхания пациента. Ряд клинических испытаний показал, что он может надежно уменьшить или даже полностью устранить симптомы астмы и некоторых других патологий, а также необходимость в неотложных лекарствах (а также улучшить качество жизни пациента.Однако применение метода требует времени и регулярных тренировок в течение недель и месяцев. на основе теории, выдвинутой Бутейко К.П. По его мнению, многие болезни человека — это так называемые «болезни глубокого дыхания». Дыхание — один из основных факторов, определяющих обмен веществ в организме. Сделав автоматическое дыхание правильным, можно улучшить метаболизм веществ пациента и исключить проявление ряда симптомов и синдромов. Собранные в ряде медицинских исследований данные показывают, что пациенты с хроническими заболеваниями вдыхают в состоянии покоя 2- Воздуха в минуту в 3 раза больше, чем в медицинской норме.

Метод использует ряд терапевтических техник как традиционной, так и альтернативной медицины и включает следующие компоненты:

Изучение своего дыхания

Тренировки для уменьшения дыхания посредством расслабления

Обучение предотвращению судорог за счет сокращения дыхания

Работа по избавлению от наркотиков, в том числе от гормональной зависимости,

Научившись управлять факторами, влияющими на дыхание, работайте над управлением этими факторами.

С 1962 по 1982 гг. В СССР было проведено 35 исследований, подтвердивших безопасность и эффективность метода Бутейко при лечении астмы и других заболеваний дыхательной системы.

С 1999 г. на Западе опубликовано 6 рандомизированных контрольных исследований метода Бутейко. Все они продемонстрировали либо значительное снижение потребности в лекарствах, либо улучшение контроля астмы при использовании метода Бутейко.

В 2008 году канадское исследование было проведено с участием 129 пациентов с астмой, которые были рандомизированы для получения либо дыхательной гимнастики Бутейко, либо физиотерапии грудной клетки. В группе метода Бутейко доля пациентов с хорошим контролем бронхиальной астмы увеличилась за 6 месяцев с 40 до 79%.Это улучшение было связано со статистически значимым падением средней дозы ингаляционных стероидов. Улучшение контроля астмы также наблюдалось в группе, получавшей физиотерапию грудной клетки.

Несмотря на это, испытания показали резкое снижение (в основном на 80-90%) доз препаратов для облегчения симптомов астмы. Употребление стероидов снизилось, но часто в течение длительного периода времени. Но тесты не показали улучшения спирометрии, распространенного показателя астмы, который измеряет текущий уровень обструкции дыхательных путей.

Авторы отметили, что функция легких в этих испытаниях «не снизилась», несмотря на снижение приема лекарств. Некоторые из первых испытаний метода Бутейко страдали из-за плохой организации, которая могла исказить результаты. Однако в последующих испытаниях эти факторы были приняты во внимание, и были получены аналогичные результаты в строго контролируемых условиях.

В 2008 году британские руководящие принципы по лечению астмы позволили врачам в Великобритании рекомендовать метод Бутейко и подтвердили, что его «можно рассматривать как помощь пациентам в управлении симптомами астмы».«Руководящие принципы также классифицируют клинические испытания метода Бутейко как« B », что означает, что существуют клинические испытания высокого качества, подтверждающие его. Этот метод является единственной дополнительной терапией астмы, одобренной Британским торакальным обществом.

2. дышащий гимнаст А.Н. Стрельникова

Стрельниковская дыхательная гимнастика — детище нашей страны. Он был создан на рубеже 30-40-х годов как средство восстановления певческого голоса, потому что А.Н. Стрельникова была певицей и потеряла ее.

зарегистрирована Государственным институтом патентной экспертизы в 1972 году. Ее автору, Александре Николаевне Стрельниковой, в Госреестре СССР выдано авторское свидетельство № 411865 на «Способ лечения заболеваний, связанных с потерей голоса».

Из четырех функций дыхательной системы: дыхание, говорение, крик и пение, пение является наиболее трудным. Следовательно, гимнастика, восстанавливающая даже певческий голос, то есть наиболее сложную функцию на пути к цели, неизбежно восстанавливает более простые функции и, прежде всего, дыхание.

Гимнастика А.Н. Стрельникова — единственная в мире, у которой короткий и резкий вдох через нос делается на движениях, сжимающих грудь. Упражнения активно охватывают все части тела (руки, ноги, голову, бедренный пояс, брюшной пояс, плечевой пояс и др.) И вызывают общую физиологическую реакцию всего тела, повышенную потребность в кислороде. Поскольку все упражнения выполняются одновременно с коротким и резким вдохом через нос (с абсолютно пассивным выдохом), это усиливает внутреннее тканевое дыхание и увеличивает поглощение тканями кислорода, а также раздражает эту обширную область рецепторов на теле. слизистая оболочка носа, обеспечивающая рефлекторную связь полости носа практически со всеми органами.Именно поэтому это дыхательное упражнение имеет такой необычайно широкий спектр воздействия, оно излечивает множество различных заболеваний органов и систем.

Известный хирург-оториноларинголог, доктор медицинских наук, профессор Валентина Александровна Загорянская-Фельдман писала: «Более тридцати лет я наблюдаю прекрасный лечебный эффект дыхательных упражнений Стрельникова у певцов и актеров с различными заболеваниями голосового аппарата. Он полезен всем и в любом возрасте, особенно детям, при частых простудных заболеваниях и ОРЗ.Эта дыхательная гимнастика, улучшая общие обменные процессы, укрепляет весь организм ребенка, делает его здоровым. «

Стрельниковская дыхательная гимнастика, тренирующая дыхание «в спину», направляет его на максимальную глубину легких и тем самым наполняет их воздухом сверху вниз. И, поскольку вдохи идут на наклоны, приседания и повороты, в работу полностью включается диафрагма. Из всех мышц, участвующих в дыхании и производстве звука, он самый сильный. Следовательно, она подчиняет себе работу голосовых связок при фонации.При лечении заикания, помимо этой дыхательной гимнастики, изменяющей стереотип дыхания (развивается чрезвычайно глубокое дыхание, так называемое дыхание «в спину» — термин А.Н. Стрельниковой), выполняются также специальные звуковые упражнения для сформировать голос. Звуковые упражнения выполняются при активно работающей диафрагме, на «опоре». Таким образом преодолевается ларингоспазм любой степени тяжести.

ЛОР врачам известны многочисленные случаи, когда носовое дыхание не восстанавливается даже после операции.Путь для свободного носового дыхания расчищается рукой хирурга, но пациент продолжает дышать ртом по-старому. Это связано с тем, что у больного уже выработан комплекс порочных условнорефлекторных связей с участием высших отделов центральной нервной системы. Чтобы восстановить нормальное дыхание через нос, нужно много времени и упорных тренировок. И тут незаменимы дыхательные упражнения Стрельниковой! Тренируя шумный, короткий, активный вдох через нос, она быстро восстанавливает нарушенное носовое дыхание.

Стрельниковская дыхательная гимнастика показана как лечебное и профилактическое средство абсолютно всем без исключения детям и подросткам.

Как метод лечения: проводить 2 раза в день: утром и вечером по 1500 вдохов-движений до еды или через полтора часа после еды.

В качестве профилактики: утром вместо обычной гимнастики или вечером для снятия дневной усталости. Выполнение дыхательной гимнастики А.Н. Стрельникова, «вы убиваете двух зайцев одним выстрелом». Происходит физическая тренировка всех частей тела с головы до пят — и одновременный прилив крови ко всем внутренним органам (то есть так называемый «массаж» внутренних органов). Поэтому спектр воздействия гимнастики Стрельникова огромен: она помогает в лечении даже заболеваний, против которых, к сожалению, официальная медицина бессильна (бронхиальная астма, ХОБЛ, гипертония, вегето-сосудистая дистония, заикание, различные неврозы и т. Д., так далее.). П.)

Дыхательная гимнастика снимает усталость, бодрит, повышает жизненный тонус, улучшает настроение, память, что особенно важно для студентов и школьников.

Гимнастика Стрельниковой помогает избавиться от сутулости, формирует легкую упругую походку, делает тело более гибким и пластичным.

При регулярных упражнениях можно добиться отличных результатов у подростков со сколиозом.

Очень хороший эффект при прогрессирующей миопии: гимнастика либо останавливает ухудшение зрения, либо улучшает его на 2-3 диоптрии.

Стрельниковская гимнастика оказывает прекрасное укрепляющее и тонизирующее действие на мочеполовую систему детей и подростков: устраняет ночное недержание мочи. У девочек помогает нормализовать менструальный цикл, помогает при альгодисменореи (болезненных менструациях).

Стрельниковская дыхательная гимнастика при варикоцеле имеет хороший лечебный эффект (варикозное расширение вен семенного канатика) у подростков и юношей. С помощью упражнений «Урологический комплекс» и специального массажа устраняются фимоз и крипторхизм.В подавляющем большинстве случаев именно эта гимнастика способствует нормализации половой функции без хирургического вмешательства.

У юношей при регулярном применении «Урологического комплекса» (проводится сразу после «Базового комплекса» гимнастики Стрельникова) устраняется хронический простатит и повышается потенция.

«Гинекологический комплекс» Стрельниковской дыхательной гимнастики дает хороший лечебный эффект при таких заболеваниях у женщин, как миома матки, непроходимость маточных труб, кисты яичников, эндометриоз и др.

Существует множество примеров тонизирующего действия гимнастики Стрельниковой на женский организм при беременности.

В течение нескольких лет А. Дыхательная гимнастика Стрельниковой применялась в хирургических отделениях городской клинической больницы № 50 г. Москвы. Отличный лечебный эффект отмечен после герниопластики паховых грыж. В целом в раннем послеоперационном периоде (на вторые сутки после резекции желудка, экстирпации матки, холецистэктомии, грыжесечения и аппендэктомии) способствует скорейшему заживлению послеоперационных швов.

В ЦНИИ туберкулеза РАМН в начале 1992 года на высшем научном уровне был проведен эксперимент по внедрению дыхательной гимнастики А.Н. Стрельникова в практике лечения подростков с туберкулезом легких. Вот что говорит заведующий детско-юношеским отделением, фтизиатр высшей категории, заслуженный врач России З.В. Евфимиевская: «С марта по июль 1992 года на базе детско-подросткового отделения ЦНИИ туберкулеза РАМН был проведен эксперимент по реабилитации больных туберкулезом подростков с помощью дыхательных упражнений по методике Стрельниковой. на фоне стандартной химиотерапии.Отмечено значительное улучшение гемодинамики, ЭКГ и респираторной функции. Инфильтративные изменения в легких растворяются быстрее, а кариес заживают. «

С тех пор более двадцати лет Стрельниковская дыхательная гимнастика официально является методом комплексного лечения туберкулеза легких и успешно применяется в детско-юношеском отделении ЦНИИ туберкулеза РАМН.

Однажды, около 40 лет назад, один индуистский йог, видевший лечебный сеанс Александры Николаевны Стрельниковой в ее крохотной квартирке на улице Тухачевского, восторженно сказал: «Для вашей гимнастики вам понадобится один квадратный метр, чтобы стоять, и открытое окно, чтобы дышать! ” …

И буквально через 10-15 минут после начала занятий появляется совсем другое самочувствие: бодрость, легкость во всем теле, прекрасное настроение. То есть в кратчайшие сроки — результат максимальный! И это именно то, что нужно современному человеку в нашем образе жизни!

3. Упражнения. Методология i

За одно занятие рекомендуется выполнять весь комплекс упражнений, а не несколько «сотен» одного упражнения.Делать это следует утром и вечером в течение 30 минут. При плохом самочувствии можно заниматься гимнастикой несколько раз в день, сократив время выполнения.

Одно дыхательное упражнение должно занимать не более 30 минут.

Гимнастику нужно делать 2 раза в день: утром и вечером за 30 минут до еды или через 1-1,5 часа после еды.

При нехватке времени весь комплекс дыхательных упражнений можно выполнять не за три «тридцать» (одну «сотню»), а по одному (32 вдоха-движения) каждого упражнения.Рекомендуется начинать с упражнения «Ладони» и заканчивать упражнением «Шаги». Общее время на гимнастику в этом случае составляет 6-7 минут.

Возраст для занятий дыхательной гимнастикой Стрельниковой не ограничен. Упражнения можно выполнять как детям от 3-4 лет, так и пожилым людям.

Курс лечения дыхательными упражнениями обычно составляет около 1 месяца с ежедневными упражнениями.

При достижении результата в лечении какого-либо заболевания не рекомендуется отказываться от гимнастики, только в этом случае гарантирован как лечебный, так и профилактический эффект.

Гидравлический насос:

Исходное положение:

Встаньте прямо, руки опустите, ноги чуть уже ширины плеч. Слегка наклонитесь к полу, округлив спину, опустите голову, не тяните и не напрягайте шею, руки опустите вниз. Сделайте короткий шумный вдох в конце подъема

Упражнение «Ладонь»

Исходное положение:

Встаньте прямо, согните локти, локти опущены.

Ладони обращены к «зрителю». Сделайте шумные, короткие, ритмичные вдохи носом и при этом сожмите ладони в кулаки, совершая хватательные движения.

Упражнение «Бегуны»

Исходное положение:

Встаньте прямо, сожмите руки в кулаки и прижмите их к животу на уровне пояса. На вдохе резко упирайтесь кулаками в пол, как бы отталкиваясь от него. Во время толчка разжимаются кулаки. При этом плечи должны быть напряжены, руки — прямыми, доходящими до пола, пальцы — широко разведенными.

Упражнение «Кот»

Исходное положение:

Встаньте прямо, руки опустите, ноги чуть уже ширины плеч. При выполнении упражнения необходимо следить за тем, чтобы ступни не отрывались от пола.

Упражнение «Обхвати плечи»

Исходное положение:

Встаньте прямо, согните руки в локтях и поднимите их до уровня плеч, прижав руки друг к другу. В момент активного шумного вдоха носом закиньте руки друг в друга, как бы обнимая себя за плечи.Необходимо, чтобы руки двигались параллельно, а не крест-накрест.

Упражнение «Большой маятник»

Исходное положение:

Встаньте прямо, ступни чуть уже, чем ширина плеч. Слегка наклонитесь к полу, руки при этом подтяните к коленям, но не опуская их ниже — вдох.

Упражнение «Поворот головы»

Исходное положение:

Встаньте прямо, ступни немного уже, чем ширина плеч.Поверните голову вправо и шумно сделайте короткий вдох через нос. Затем сразу поверните голову влево, снова сделайте короткий шумный вдох. При выполнении упражнения посередине не останавливайте голову, не напрягайте шею, делайте короткие вдохи.

Упражнение «Уши»

Исходное положение:

Встаньте прямо, ступни немного уже, чем ширина плеч. Слегка наклоните голову вправо — правое ухо перейдет к правому плечу, носом сделайте короткий шумный вдох.Затем слегка наклоните голову влево, левое ухо перейдет к левому плечу, снова сделайте короткий шумный вдох носом.

Упражнение «Маятник голова» («Малый маятник»)

Исходное положение:

Встаньте прямо, ступни немного уже, чем ширина плеч.

Опустите голову, посмотрите в пол — резкое отдышка. Поднимите голову вверх, посмотрите в потолок — резкое короткое дыхание. Выдох идет пассивно в промежутках между вдохами, при этом голова не останавливается на середине.Ни в коем случае нельзя напрягать шею.

Упражнение «Вальцы »

Исходное положение:

Встаньте так, чтобы правая нога была впереди, а левая на шаг позади. Распределите тяжесть тела на обе ноги. Перенести вес тела на правую ногу впереди, при этом левую согнуть в колене и снова положить на носок для равновесия (не опираться на него). Выполните легкое танцевальное приседание на правой ноге — шумное короткое дыхание. Затем выпрямите правое колено и перенесите вес тела на левую ногу сзади.

Шаг вперед (рок-н-ролл)

Исходное положение: Встаньте прямо, ноги чуть уже ширины плеч, руки опущены вдоль корпуса. Поднять согнутую в колене правую ногу до уровня живота, на левой в этот момент сделать легкое танцевальное приседание — короткий шумный вдох через нос.

Упражнение «Шаг назад »

Исходное положение: Встаньте прямо, ступни чуть уже ширины плеч.Возьмите согнутую в колене правую ногу назад, как бы ударяя себя пяткой по ягодице. В этот момент слегка сядьте на левую ногу, шумно вдыхая через нос. Затем верните на мгновение обе ноги в исходное положение — выдох уходит сразу после каждого вдоха.

Заключение

Приоритет процесса дыхания для жизни делает умение в совершенстве освоить этот процесс, пожалуй, главную способность человека творить чудеса со своим телом, стать здоровым, научиться расслабляться, помочь организму восстановить системы и органы, находящиеся в постоянном напряжении. .

Есть много видов дыхательных упражнений. В настоящее время наиболее популярны и эффективны парадоксальное дыхание по А.Н. Стрельниковой, дыхание поверхностное по К.П. Бутейко. Используя эти методики, можно без особых усилий и без приема лекарств избавиться от огромного количества заболеваний. Поэтому оба эти метода имеют большое значение, особенно в нездоровом современном обществе.

Список использованной литературы

1.Антонова М.Е. Я дышу, значит, живу. Стрельниковой. — М .: Лечебные практики. — 2005. — 96 с.

2. Глубокое дыхание. Метод К. Бутейко. — М .: Луч. — 2004. — 124 с.

3. Дыховичная М. Йога — путь к выздоровлению. — М .: Элизиум. — 2005.-116 с.

4. Йесудийский Сельвараджан. Йога. День за днем. / Дух. Разум. Кузов — М .: Ирис-Пресс. — 2003. — 264 с.

5. Малахов Г. Лечебное дыхание. Практический опыт. — СПб .: Невский проспект. — 2006.- 242 с.

6. Покровский Б.С. Дыхательная гимнастика по методике Стрельниковой. — М .: Аст-центр. — 2006. — 124 с.

7. Простые упражнения йоги для здоровья. — М .: Аюр-Веда. — 2005. 620-е гг.

Размещено на Allbest.ru

Похожие документы

Влияние правильного дыхания на функционирование человеческого организма. Основы дыхательной техники А. Стрельниковой, ее достоинства и недостатки. Последовательность трехфазного дыхания (метод Кофлера-Лобанова-Лукьянова), примеры дыхательных упражнений.

аннотация, добавлен 01.02.2011


Обоснование необходимости правильного дыхания. Общая характеристика, основные принципы, показания и противопоказания к дыхательной гимнастике. Особенности выполнения парадоксального дыхания по А.Н. Стрельниковой и поверхностное дыхание по К.П. Бутейко.

контрольная, добавлен 16.05.2016


Анохинские принципы произвольной гимнастики. Специальные упражнения для контроля дыхания по методике Бутейко.Правила развития ритма дыхания, разработанные Стрельниковой. Расслабляющие упражнения для лечения переутомления и неврозов.

контрольная, добавлен 06.06.2009


Системные физические упражнения, направленные на улучшение организма человека и функций внутренних органов. Йога прошлого и настоящего. Физиологические основы йоги. Характеристики групп упражнений. Дыхательные упражнения и элементы психорегуляции.

курсовая работа, добавлен 27.12.2010


Суть, происхождение и виды йоги, рекомендации и ограничения для занятий.Система оздоровления организма Порфирия Иванова «Малышка». Дыхательная гимнастика по методике Бутейко, Стрельниковой: воздействие на организм, рекомендации по выполнению.

курсовая работа, добавлен 23.05.2009


История развития спортивной гимнастики в России. Методика проведения систематической гимнастики для пожилых людей. Исследование влияния физических упражнений на тело. Обзор комплекса разминочных физических упражнений. Целебный фитнес.

презентация, добавлен 23.10.2016


Особенности бодифлекса как дыхательной гимнастики.Техника дыхания. Методика выполнения базовых упражнений этого комплекса. Положительный эффект от занятий системой дыхательных упражнений. Техника безопасности, противопоказания к бодифлексу.

аннотация, добавлен 16.02.2012


Утренняя гимнастика (зарядка) как наиболее распространенный и популярный вид физического воспитания … Основные виды упражнений (гимнастические, общеобразовательные, дыхательные и специальные). Характеристика механизмов воздействия физических упражнений.

аннотация добавлена ​​24.06.2013


дыхание, строение и функции дыхательной системы. Здоровое дыхание. Основные методы лечебной физической культуры при заболеваниях органов дыхания. Дыхательная гимнастика по методике Стрельниковой, по методике Бутейко. Дыхание через трубку. Дыхание эмбриона.

аннотация, добавлен 30.11.2008


Понятие и принципы гимнастики, исторический обзор ее развития, современное состояние и оценка перспектив на будущее.Организация, содержание занятий гимнастикой в ​​школе, методика проведения соревнований. Обучение различным видам гимнастических упражнений.

По дисциплине: физическая культура

Тема: К.Бутейко, П. Стрельникова, их влияние на здоровье человека

ПРОЦЕДУРА К.П. Бутейко

1. История метода

2. Основы углекислотной теории дыхания К.П. Бутейко

3. Список болезней, излеченных с помощью К.П. Бутейко

4. Подготовка к применению метода волевого устранения глубокого дыхания (ВДВД)

5. Описание метода VLHD

МЕТОД А. СТРЕЛЬНИКОВА

1.Основной комплекс дыхательных упражнений

3. Лечение различных заболеваний с помощью дыхательной гимнастики А.Н. Стрельникова

Заключение

Список использованной литературы

ПРОЦЕДУРА K.P. Бутейко

1. История метода.

Открытие было сделано еще в 1952 году. Константин Павлович Бутейко, врач по образованию и профессии, болел неизлечимой болезнью — злокачественной гипертонией. Он работал в отделении, где люди умирали от астмы, гипертонии и других серьезных заболеваний.И заметил, что перед смертью люди очень интенсивно дышат. Он сам пытался уменьшить глубину дыхания. Ему стало заметно легче, давление стало приходить в норму. Увеличил интенсивность дыхания — давление снова стало повышаться. Он экспериментировал над собой снова и снова — результаты воспроизводились. Затем он осторожно посоветовал своим пациентам обратить внимание на дыхание и по возможности уменьшить его глубину — и смертность в его отделении резко снизилась.После этого К.П. Бутейко в лабораторных условиях с помощью приборов, измеряющих концентрацию углекислого газа в альвеолах легких, создал свою теорию. Он выступил с революционным заявлением на медицинском съезде всего СССР. Он заявил, что бронхиальная астма, злокачественная гипертензия и многие другие заболевания — это всего лишь защитная реакция организма на гипервентиляцию легких. Позвольте привести пример. Люди начали умирать от астмы только тогда, когда врачи начали применять спазмолитики.Раньше человек задыхался, происходило сужение просвета бронхов, в организме накапливался уровень углекислого газа, после этого приступ прекратился. Сейчас человек задыхается, и ему делают укол или делают ингаляцию со спазмолитиком, тем самым искусственно расширяя просвет бронхов. Организм здесь бессилен, уровень углекислого газа опускается ниже допустимого для жизни уровня — и человек умирает. Таким образом, официальная медицина пытается устранить симптомы болезни, и тем самым разрушает жизнь человека, поскольку эти симптомы являются просто защитной реакцией организма, спасающей человеку жизнь.

Открытие К. переворачивает всю современную медицину. Врачи нам говорят: — «Дыши глубже!» Бутейко доказал, что глубокое дыхание убивает людей. В атмосфере содержится 21% кислорода. А нашим клеткам нужно всего 2%. Но жизнь на Земле зародилась в среде двуокиси углерода. Нашим элементам требуется 7% CO 2. И только 0,03% его осталось в атмосфере. В среднем в организме человека около 3,8% СО 2, при норме 7%. Каждый глубокий вдох вызывает глубокий выдох. С каждым глубоким выдохом тело теряет CO 2.Кровеносные сосуды почти во всех органах начинают сужаться, чтобы удерживать СО2. Появляются гипертония, диабет, аллергия. Меняется электролитный состав крови. В первую очередь нервным клеткам не хватает углекислого газа. Человек становится истеричным и раздражительным. Нарушается весь обмен веществ. Здесь вас не спасет никакое лекарство. Необходимо поднять уровень углекислого газа в организме до нормы. Бутейко разработал метод этого восхождения — метод волевого устранения глубокого дыхания.Тысячи людей были спасены методом Бутейко.

Долгое время об этом открытии ничего не было известно. Официальной медицине метод был просто невыгоден. Лучше всего об этом говорит сам Константин Павлович Бутейко:

«Более тридцати лет — с октября 1952 года по сентябрь 1985 года — официальная медицина замалчивала мое открытие. Делалось все, чтобы затоптать, уничтожить самое мощное оружие борьбы со многими современными недугами: метод волевого устранения глубокого дыхания.

Шарлатан, шизофреник, сумасшедший идиот — как бы меня ни называли. Трижды пытались отравить. Дважды устраивал автомобильную аварию. Несколько раз его пытались поместить в психиатрическую больницу. Физически уничтожена моя лаборатория, аналогов которой нет во всем мире. И все для того, что я нашел рычаг, нажав на который человек может избавиться от стопки таблеток, избежать очень сложных и далеко не безопасных хирургических операций.

И фармакология на этом основана, тысячи хирургов получают государственные награды.Что, спрашивается, проще: признать открытие и принизить его вес в науке или объявить автора псевдоученым ?! Второе проще (и выгоднее) … »

Метод Бутейко сегодня — это современный, безопасный и эффективный метод лечения не только многих заболеваний, так или иначе связанных с дыханием, но и реальная возможность повлиять на процессы, сопровождающие эти заболевания: атеросклероз, повышенный холестерин, нарушения обмен веществ и снижение иммунитета.Метод Бутейко в большинстве случаев лечения позволяет обойтись без лекарств и представляет собой комплекс очень простых дыхательных упражнений и дозированных физических нагрузок. Для реализации этого комплекса не требуется никаких особых условий и ограничений. По дороге на работу можно выполнять дыхательные упражнения, а ходьба будет считаться физической нагрузкой. Сами по себе дыхательные упражнения незаметны при выполнении и не требуют особых условий.

2. Основы углекислотной теории дыхания К.Бутейко П.

Эволюция атмосферы.

Как видно из рисунка выше, несколько миллиардов лет назад атмосфера в основном состояла из двуокиси углерода. Именно в этот период происходит рождение живой клетки. Впоследствии в результате эволюции углекислый газ в атмосфере был преобразован растениями в кислород. И в настоящее время газовый состав атмосферы сильно отличается от изначального. Но живым клеткам, из которых состоит организм, для нормальной жизни нужен один и тот же газовый состав — 2% О2 и 7% СО2.

Роль углекислого газа в организме.

Клеткам нужен углекислый газ, как и кислород. Когда человек начинает интенсивно или глубоко дышать, кровь насыщается кислородом. Углекислый газ вымывается из организма. В отсутствие CO2 в крови O2 прочно связан с гемоглобином крови.Выделение кислорода клетками кровью снижается в несколько раз. Клетка начинает испытывать кислородное голодание, когда насыщение крови кислородом высокое. Эффект Вериго-Бора, открытый в начале века, срабатывает автоматически. Суть его в следующем: организм пытается удерживать углекислый газ, потому что он необходим клеткам для их жизнедеятельности, как кислород. Возникает рефлекторный спазм сосудов, просто защитная реакция на потерю СО2 и наступление кислородного голодания.Этот спазм может возникнуть в любом месте тела, что хорошо доказано при бронхиальной астме. Таким образом, диоксид углерода действует в организме как катализатор.

Помимо спазматических реакций в организме изменяется кислотно-щелочной баланс (PH). В результате все биохимические реакции начинают протекать неправильно, продукты жизнедеятельности клеток выводятся не полностью. Есть заболевания, связанные с нарушением обмена веществ (сахарный диабет и др.).

Результаты исследований.

Установлено, что больной и здоровый человек дышат по-разному.

Наиболее важными показателями дыхания и здоровья в целом являются Control Pause (CP) и Maximum Pause (MP ).

CP — задержка дыхания, выполняемая после нормального нормального выдоха.Задержка производится до первого легчайшего желания вдохнуть. Время этой задержки — КП. Отдохните 10 минут перед измерением КП. После измерения ни глубина, ни частота дыхания не должны быть больше, чем до измерения. В лаборатории Бутейко была выведена математическая зависимость между концентрацией СО2 и временем КП. MP включает CP плюс некоторую произвольную задержку. Условия измерения такие же, как для КП. Обычно МП примерно в два раза больше КП.

Задумывались ли вы о том, как дышите? В жизни мы используем менее половины объема наших легких, мы вдыхаем воздух поверхностно и чаще.Такой неправильный подход нарушает жизнедеятельность организма и провоцирует появление множества недугов: от бессонницы до атеросклероза.

Чем чаще мы вдыхаем воздух, тем меньше кислорода поглощается организмом. Без задержки дыхания углекислый газ не может накапливаться в крови и клетках тканей. А этот важный элемент поддерживает обменные процессы, участвует в синтезе аминокислот, успокаивает нервную систему, расширяет сосуды, возбуждает дыхательный центр и заставляет его работать в оптимальном режиме.

Почему неправильное дыхание опасно?

Учащенное поверхностное дыхание способствует развитию гипертонии, астмы, атеросклероза, сердечно-сосудистых и других заболеваний. Стремясь восполнить избыточную потерю углекислого газа, организм включает защитную систему. В результате возникает перенапряжение, которое приводит к увеличению секреции слизи, повышению уровня холестерина, сужению сосудов, спазмам сосудов бронхов и гладкой мускулатуры всех органов.

Как нормализовать процесс дыхания?

Обогащению крови углекислым газом способствует сон на животе, голодание, водные процедуры, закаливание, спортивные нагрузки и специальные дыхательные упражнения … Также важно избегать стрессов, переедания, приема наркотиков, алкоголя, курения и перегрева. , то есть вести здоровый образ жизни.

Какая польза от дыхательных упражнений?

• Профилактика заболеваний бронхов (бронхиальная астма, обструктивный, хронический бронхит).
• Массаж внутренних органов, улучшение перистальтики кишечника и укрепление мышц живота.
• Концентрация внимания и повышение умственной активности.
• Снижение утомляемости, борьба со стрессом и т. Д.
• Прилив энергии, бодрости и отличного самочувствия.
• Молодая эластичная кожа и даже сброс лишних килограммов.

Пять общих правил выполнения дыхательных упражнений

1. Начинайте с самого легкого, постепенно увеличивая нагрузку.
2. Выполняйте упражнения на открытом воздухе (или в хорошо вентилируемом помещении) в удобной одежде.
3. Не отвлекайтесь во время урока. Для достижения максимального эффекта важна концентрация.
4. Не торопитесь. Именно медленное дыхание способствует наибольшему насыщению организма кислородом.
5. Наслаждайтесь упражнением. Прекратите тренировки, если почувствуете неприятные симптомы. Посоветуйтесь со специалистом по поводу снижения нагрузки или увеличения паузы между подходами.Единственно допустимый дискомфорт — легкое головокружение.

Дыхательная гимнастика

Практика йоги

Много веков назад йоги обнаружили связь дыхания с эмоциональным, физическим и умственным развитием человека. Благодаря специальным упражнениям открываются чакры и каналы восприятия. Дыхательная гимнастика благотворно влияет на внутренние органы, вы обретаете равновесие и гармонию. Йоги называют свою систему пранаямой. Во время упражнений нужно дышать только носом.

Пранаяма — это способность сознательно контролировать дыхание и управлять энергией тела посредством вдоха и выдоха.

Капалабхати — дыхание животом

Сядьте в удобное положение с прямой спиной. Закройте глаза и сосредоточьтесь на брови. На вдохе надуйте живот: расслабьте брюшную стенку, и сам воздух попадет в легкие. На выдохе подтяните живот к позвоночнику, движение должно быть активным. Грудная клетка и верхние легкие не участвуют в процессе.Начните с 36 вдохов. Когда привыкнешь, доведи до 108.

Нади шодхана — дыхание через левую и правую ноздрю

Закройте правую ноздрю большим пальцем и вдыхайте и выдыхайте через левую ноздрю. Выполните пять циклов (вдох и выдох считаются за один цикл), затем смените ноздрю. Вдох и выдох через две ноздри — тоже пять циклов. Практикуйтесь в течение пяти дней и переходите к следующей технике.

Вдохните и выдохните левой ноздрей, затем закройте ее и вдох-выдох через правую.Чередуйте пальцы, поочередно прикрывая левую и правую ноздрю. Выполните 10 вдохов.

Гимнастика Стрельниковой

Эта гимнастика предназначена для восстановления певческого голоса. Однако практика показала, что метод А. Стрельникова на основе газообмена способна естественным образом и эффективно лечить весь организм. В упражнениях задействована не только дыхательная система, но и диафрагма, голова, шея и мышцы живота.

Принцип дыхания заключается в быстром вдохе через нос каждую секунду во время упражнения.Вдыхать нужно активно, напряженно, шумно и через нос (при этом ноздри должны закрываться). Выдох незаметный, происходит сам по себе. Система Стрельниковой включает множество упражнений, три из которых являются базовыми.

Упражнение «Ладонь»

Встаньте, согните руки в локтях и поверните ладони от себя. Сожмите руки в кулаки, делая резкие и шумные вдохи. После выполнения серии из восьми вдохов отдохните и повторите упражнение в общей сложности 20 циклов.

Упражнение «Бегуны»

Поставьте ступни немного уже, чем ширина плеч, руки на уровне талии, ладони сжаты в кулаки. На вдохе резко опустите руки, разводя кулаки и разводя пальцы. Постарайтесь с максимальной силой напрячь руки и плечи. Сделайте восемь серий по восемь раз.

Упражнение «Насос»

Оставьте ноги в том же положении. Шумно вдохните, медленно наклонитесь и дотянитесь руками до пола, не касаясь его.Затем плавно вернитесь в исходное положение, как если бы вы работали насосом. Сделайте восемь серий по восемь раз.

Метод Бутейко

По мнению К.П. Бутейко (советский ученый, физиолог, клиницист, философ медицины, кандидат медицинских наук), причина развития заболеваний — в альвеолярной гипервентиляции. При глубоком вдохе количество получаемого кислорода не увеличивается, но количество углекислого газа уменьшается.

Эту теорию подтверждает интересный факт: объем легких у больного бронхиальной астмой составляет 10-15 литров, у здорового человека — 5 литров.

Цель этого дыхательного упражнения — избавиться от гипервентиляции легких, что, в свою очередь, помогает справиться с такими заболеваниями, как бронхиальная астма, аллергия, астматический бронхит, стенокардия, диабет и т. Д. Система Бутейко включает искусственное поверхностное дыхание, задержку, замедление и затрудненное дыхание вплоть до использования корсетов.

Начальный этап обучения

Измерьте контрольную паузу — интервал от спокойного выдоха до желания вдохнуть (чтобы не хотелось дышать ртом).Норма от 60 секунд. Измерьте пульс, норма меньше 60.

Сядьте на стул, выпрямите спину и посмотрите немного выше линии глаз. Расслабьте диафрагму, дышите так неглубоко, что вы чувствуете одышку в груди. В таком состоянии нужно находиться 10-15 минут.

Смысл упражнений по методике Бутейко — постепенно уменьшать глубину дыхания и сводить ее к минимуму. Уменьшите объем вдоха в течение 5 минут, а затем измерьте контрольную паузу.Выполняйте упражнения только натощак, дышите носом и тихо.

Бодифлекс

Это метод борьбы с лишним весом, дряблой кожей и морщинами, разработанный Грир Чайлдерс. Его неоспоримое преимущество — отсутствие возрастных ограничений. Принцип бодифлекса — это сочетание аэробного дыхания и растяжки. В результате тело насыщается кислородом, который сжигает жир, а мышцы напрягаются, становясь эластичными. Начните осваивать гимнастику с пятиступенчатого дыхания.

Пятиступенчатое дыхание

Представьте, что вы собираетесь сесть на стул: наклонитесь вперед, упираясь руками в ноги, слегка согнувшись в коленях, отведите ягодицы назад. Положите ладони примерно на 2–3 сантиметра выше колен.

1. Выдох. Сожмите губы в трубку, медленно и равномерно выпустите из легких весь воздух без остатка.
2. Вдохните. Не открывая рта, быстро и резко вдохните через нос, пытаясь наполнить легкие воздухом до отказа.Дыхание должно быть шумным.
3. Выдох. Поднимите голову на 45 градусов. Двигайте губами, как будто смазываете губную помаду. Выдохните весь воздух из диафрагмы через рот. Вы должны услышать звук, похожий на пах.
4. Пауза. Задержите дыхание, наклоните голову вперед и втяните живот на 8-10 секунд. Попробуйте создать волну. Представьте, что живот и другие органы брюшной полости буквально помещены под ребра.
5. Расслабьтесь, вдохните и расслабьте мышцы живота.

Система Мюллера

Датский гимнаст Йорген Петер Мюллер призывает к глубокому и ритмичному дыханию без пауз: не задерживайте дыхание, не делайте коротких вдохов и выдохов. Цель его упражнений — здоровая кожа, респираторная выносливость и хороший мышечный тонус.

Система состоит из 60 дыхательных движений, выполняемых одновременно с десятью упражнениями (одно упражнение — 6 вдохов и выдохов). Мы рекомендуем начинать с легкой степени сложности.Медленно выполните первые пять упражнений шесть раз. Дышите грудью и носом.

5 упражнений на укрепление мышечного корсета

Упражнение № 1. Исходное положение: руки на поясе, ступни рядом, спина прямая. Поочередно поднимать и опускать прямые ноги вперед, в стороны и назад (одна нога на вдохе, другая на выдохе).

Упражнение № 2. Поставьте ступни на небольшой шаг. На вдохе максимально наклонитесь назад (головой), вытяните бедра вперед, согните руки, сжатые в кулаки в локтях и кистях.На выдохе наклонитесь, выпрямите руки и попытайтесь ими коснуться пола. Не сгибайте колени.

Упражнение № 3. Закройте и не поднимайте пятки. На вдохе наклоняйте туловище влево, одновременно переводя согнутую правую руку на голову. Выдохните и вернитесь в исходное положение. Повторите движения вправо.

Упражнение № 4. Расставьте ноги как можно дальше друг от друга. Пятки обращены наружу, руки свободно свисают по бокам.Поверните корпус: правое плечо назад, левое бедро вперед и наоборот.

Упражнение № 5. Поставьте ноги на ширине плеч. На вдохе медленно поднимите руки перед собой. Сделайте приседания с глубоким выдохом. Выпрямитесь и опустите руки.

Противопоказания

Независимо от того, насколько велика польза от дыхательных упражнений, их следует выполнять осторожно. Проконсультируйтесь с врачом перед тем, как начать какую-либо деятельность Постепенно переходите к увеличению нагрузки, чтобы избежать неприятных симптомов гипервентиляции.

Дыхательная гимнастика противопоказана людям после операции и с некоторыми заболеваниями. Ограничения — тяжелая артериальная гипертензия, миопия высокой степени, перенесенный инфаркт, глаукома в острой стадии заболевания на фоне гипертермии, ОРВИ, декомпенсированные сердечно-сосудистые и эндокринные патологии.

Удивительно, но естественный процесс вдоха и выдоха может иметь большое значение в вашей жизни. Правильно подобранная техника дыхания способна поправить и обеспечить здоровье.Главное — желание учиться и грамотный подход.

Здравствуйте дорогие читатели!

Страдаете ли вы астмой, гипертонией и другими серьезными заболеваниями? Вы хотите вылечиться без лекарств? Тогда вам просто необходимо узнать о методологии известного русского ученого Бутейко!

И как раз в этой статье мы говорим о его уникальной системе поверхностного лечебного дыхания. Применяя наши советы и рекомендации, вы можете избавиться от симптомов многих заболеваний, а практикуя предложенный комплекс упражнений Бутейко, можно обрести драгоценное здоровье.

К.П. Бутейко и его открытие

То, как человек дышит, зависит от его самочувствия и здоровья. Древние это понимали, и поэтому тысячи лет назад появились различные дыхательные практики: китайский ци-гун, индийская пранаяма, буддийская система ваджраяны и другие. Среди современных разработок в области правильного дыхания для лечения недугов одной из самых эффективных является метод Бутейко.

Константин Павлович Бутейко (1923 — 2003) Советский ученый, физиолог, профессор медицины.Он сделал свое открытие в 1952 году, разработав уникальную технику поверхностного дыхания. Автору пришлось долгие годы доказывать эффективность своей методики на практике, и только в 80-е годы Минздрав СССР придал методику Бутейко юридический статус.

Константин Павлович на себе доказал эффективность своей системы от гипертонии. Страдая злокачественной формой этого заболевания и наблюдая за тяжелобольными, он изобрел свой метод добровольного устранения глубокого дыхания.Применив дыхательные упражнения, ученый полностью вылечился и начал внедрять собственные разработки в процесс лечения пациентов с различными заболеваниями.

Правильное дыхание по системе Бутейко и суть метода

Согласно учению Бутейко, очень глубокое дыхание является причиной многих заболеваний. В легких человека кислород обменивается на углекислый газ. Гипервентиляция нарушает этот обмен и не приводит к увеличению кислорода в легких, но количество углекислого газа, необходимого для полноценной жизни человеческого организма, уменьшается.В результате клетки получают меньше кислорода, вызывая еще более глубокое дыхание, что приводит к спазму и кровеносным сосудам.

Организм пытается предотвратить недостаток СО2, в результате чего возникают спазмы при астме, гипертонии, нарушениях обмена веществ. Поэтому Бутейко предложил дышать только носом и ограничить глубокое дыхание. Это уравновешивает соотношение кислорода и CO2. Дышать нужно спокойно, находясь в состоянии полного расслабления. Однако не следует допускать чрезмерного недостатка воздуха.

Наиболее правильным является поверхностное дыхание. С его помощью диафрагма расслаблена, а живот и грудь не двигаются. Воздух доходит до ключичной области, и это напоминает аккуратное обнюхивание неизвестного вещества. Общая схема Бутейко проста: вдох небольшого объема воздуха длится около 3 секунд, затем выдох 3-4 секунды, затем четырехсекундная пауза.

Кому показана методика Бутейко и в чем ее преимущества?

Автор методики считал, что с помощью предложенной им системы можно вылечить более 100 заболеваний.Специальное дыхание Бутейко показало высокую эффективность при эмфиземе легких, аллергии, заболеваниях желудочно-кишечного тракта, заболеваниях центральной нервной системы.

Исследования показывают, что это лечение не только для астматиков. Успешно прикладываются упражнения к носу, убирая заложенность. Также лечат заболевания, связанные с нарушением носового дыхания: ринит, синусит, ларингит и многие другие.

Гимнастика Константин Павлович снимает приступы и другие негативные симптомы серьезных заболеваний в течение нескольких минут.А постоянная практика дает ощутимые результаты в течение месяца и позволяет полностью восстановиться. В Интернете можно найти много интересных видео самого Бутейко и его учеников. Отзывы благодарных последователей помогут убедиться в эффективности системы великого ученого.

Эта дыхательная система также пригодится детям. Методом Бутейко можно заниматься с 4 лет под присмотром родителей, что помогает при таких проблемах со здоровьем ребенка:

• частые простуды;
• астма и все виды респираторных заболеваний;
• аденоиды и затяжной ринит;
• при избыточном весе и желудочно-кишечных заболеваниях;
• аллергии, различные кожные заболевания и многие другие.

Противопоказания к дыхательной гимнастике по Бутейко

Эта техника практически безвредна. Однако есть противопоказания, которые нельзя игнорировать:

• психические заболевания и умственные отклонения, при которых пациент не может понять суть метода;
• тяжелый период инфекционных заболеваний и сильное кровотечение;
• сахарный диабет у инсулинозависимых;
• при аневризме и после операций на сердце;
• хронический тонзиллит и стоматологические заболевания.

Беременным женщинам лучше лечиться этой системой до беременности.

Что нужно знать перед началом занятий?

Эффективность метода доказана десятками лет, но на пути к выздоровлению могут возникнуть некоторые трудности. Это требует большой силы воли, терпения и регулярности. В начале освоения системы возможны неприятные ощущения, страх и обострения.

Не бойтесь некоторых болезненных ощущений, плохого аппетита, нехватки воздуха на первых этапах.Отвращение к упражнениям не должно вас останавливать. Через некоторое время болезнь начнет отступать.

Бутейко был уверен в сильных побочных эффектах лекарств и отравлении организма от их действия. Поэтому ученый рекомендовал использовать свой метод, отказавшись от наркотиков или хотя бы вдвое снизить норму их употребления. Тяжело больные пациенты должны делать это под наблюдением врача.

Перед занятием вы можете проверить свое здоровье. Для этого сядьте прямо и расслабьте все мышцы.Теперь сделайте естественный вдох и задержите дыхание. Задержка менее 30-60 секунд говорит о болезненном состоянии организма. Используя такого рода тренажер, вы можете увеличивать отсрочку каждый день, улучшая самочувствие.

Подготовительный этап к гимнастике. Константин Бутейко

При этом дыхательном упражнении глубину дыхания следует уменьшать постепенно, а со временем — до нуля. Чтобы подготовиться к выполнению упражнения, сядьте на край стула или любую твердую поверхность с плоской спинкой.Положив руки на колени, смотрите выше уровня глаз и полностью расслабьте диафрагму.

Дышите неглубоко и тихо через нос, и вскоре вы почувствуете нехватку воздуха. Оставайтесь в таком состоянии 10-15 минут. Если возникнет необходимость увеличить глубину вдоха, сделайте это, но продолжайте дышать. верхний грудной.

При правильном исполнении последует чувство сильного тепла, и вас может покрыть пот. Расслабляя диафрагму, вы можете избавиться от желания сделать глубокий вдох.Завершать это предварительное упражнение необходимо, не углубляя дыхание. До и после этой подготовки полностью задержите дыхание и запишите пульс.

Комплекс дыхательных упражнений по Бутейко

После завершения подготовки перейти непосредственно к занятиям в этой лечебной системе:

1. Задействуйте только верхние легочные области: вдох, затем выдох, пауза. По пять секунд на каждый этап. Повторите эти циклы 10 раз.

2.Это упражнение задействует диафрагму и грудную клетку, то есть полное дыхание. Вдохните 7,5 секунд снизу — от диафрагмы, поднимая ее к груди. Теперь выдохните тот же период времени в обратном направлении, сверху вниз. Потом пауза 5 секунд. Сделайте эти циклы тоже 10 раз.

3. Задержите дыхание и помассируйте кончики носа. Выполните упражнение 1 раз.

4. По принципу полного дыхания из 2-го упражнения дышите сначала, зажимая правую ноздрю, а затем — левую.10 повторений на каждую ноздрю.

5. Сделайте снова полный вдох, но теперь, делая вдох, втяните живот и удерживайте мышцы живота до конца упражнения: вдох 7,5 секунд, выдох столько же, а затем пауза на пять секунд. Повторить 10 раз.

6. Это упражнение для выполнения полной вентиляции. Выполните 12 сильных глубоких вдохов продолжительностью не более 2,5 секунд. Выполнив это упражнение в течение минуты, вы должны сделать паузу на выдохе как можно дольше.

7. Выполните четырехуровневое редкое дыхание следующим образом:

1. Вдохните 5 секунд, выдохните 5 секунд, затем задержите воздух на 5 секунд. Сделайте это минутку.
2. Пять секунд на вдох, теперь пауза, также на 5 секунд, а теперь выдох на то же время. После — задержка 5 секунд. Две минуты на завершение.
3. На этом уровне повторите предыдущее упражнение, но выполняйте каждый цикл по 7,5 секунд каждый. Это займет 3 минуты и, соответственно, у вас будет 2 вдоха в минуту.
4. Делаем последний уровень 4 минуты. Вдохните, сделайте паузу, выдохните и задержитесь на 10 секунд. У вас будет 1,5 вдоха в минуту.

Оптимальным в будущем будет довести упражнение на одно дыхание за 60 секунд.

8. Двойная задержка. Вдохните и полностью задержите дыхание. Затем следует выдох — и снова максимальная пауза. Сделайте это 1 раз.

Закончите этот подход подготовительным упражнением, которое вы делали в начале. Все упражнения делайте натощак, без шума, делая упор на гимнастику.Не отвлекайтесь и не отвлекайтесь до конца урока.

Этому дыхательному упражнению можно научиться самостоятельно и выполнять дома. Но все же следует предварительно проконсультироваться со специалистом и начать занятия под его руководством. Регулярно занимайтесь спортом, и через несколько занятий вы почувствуете облегчение!

Что запомнить:

1. Константин Павлович Бутейко — опередивший свое время ученый, который изобрел и внедрил уникальную лечебную респираторную технику.
2. Суть его метода в поверхностном дыхании, которое необходимо для поддержания необходимого количества углекислого газа в организме.
3. С помощью этой дыхательной техники можно вылечить более 100 болезней.

   Добавить комментарий Отменить ответ

   Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

   Комментарий

   Имя *

   Email *

   Сайт