Mikrovlny

Infračervené záření

Za červeným koncem viditelného spektra, ale na frekvencích vyšších než ty, radarových vln a mikrovln je infračervené oblasti elektromagnetického spektra, mezi frekvencí 1012 a 5 × 1014 Hz (nebo vlnových délek od 0,1 do 7,5 × 10-5 cm). William Herschel, němec-narozený Britský hudebník a samouk astronom, objevil tuto formu záření v roce 1800 zkoumání, s pomocí teploměru, sluneční světlo rozptýlené do svých barev pomocí skleněného hranolu., Infračervené záření je absorbováno a emitováno rotacemi a vibracemi chemicky vázaných atomů nebo skupin atomů, a tedy mnoha druhy materiálů. Například okenní sklo, které je průhledné vůči viditelnému světlu, absorbuje infračervené záření vibracemi svých atomů. Infračervené záření je silně absorbováno vodou, jak je znázorněno na obrázku 3, a atmosférou. I když je pro oko neviditelné, infračervené záření může být detekováno jako teplo kůží., Téměř 50 procent sálavé energie Slunce je emitováno v infračervené oblasti elektromagnetického spektra, zbytek především ve viditelné oblasti.

Atmosférický opar a některé znečišťující látky, které rozptylují viditelné světlo, jsou téměř průhledné části infračerveného spektra, protože rozptyl účinnost se zvyšuje s čtvrté mocnině frekvence. Infračervené fotografování vzdálených objektů ze vzduchu využívá tohoto jevu., Ze stejného důvodu, infračervené astronomie umožňuje výzkumníkům pozorovat kosmické objekty přes velké mraky mezihvězdného prachu, které rozptylují infračervené záření podstatně méně než viditelné světlo. Nicméně, od vodní páry, ozónu a oxidu uhličitého v atmosféře pohlcují velkou část infračerveného spektra, mnoho infračervená astronomická pozorování jsou prováděny ve vysoké nadmořské výšce, tím, balóny, rakety, letadla nebo kosmické lodi.,

infračervené fotografie krajiny zvyšuje objekty podle jejich emise tepla: modré nebe a vody, které se objeví téměř černé, vzhledem k tomu, zelené listy a neexponované kůže se objeví jasně. Infračervená fotografie může odhalit patologické tkáňové výrůstky (termografie) a vady elektronických systémů a obvodů v důsledku jejich zvýšené emise tepla.,

infračervené absorpční a emisní vlastnosti molekul a materiálů výnos důležité informace o velikosti, tvaru a chemické vazby molekul a atomů a iontů v pevných látkách. Energie rotace a vibrací jsou kvantovány ve všech systémech. Energie infračerveného záření hv emitovaná nebo absorbovaná danou molekulou nebo látkou je proto měřítkem rozdílu některých vnitřních energetických stavů. Ty jsou zase určeny atomovou hmotností a molekulárními vazebnými silami., Z tohoto důvodu, infračervená spektroskopie je silný nástroj pro stanovení vnitřní struktury molekul a látek, nebo, pokud tyto informace již známy a zpracovány do tabulky, pro určení množství těchto druhů v daném vzorku. Infračervené spektroskopické techniky jsou často používány k určení složení a tím i původ a stáří archeologických vzorků a pro odhalování padělků uměleckých a jiných předmětů, které při prohlídce pod viditelné světlo, se podobají originály.,

Infračervené záření hraje důležitou roli v přenosu tepla a je nedílnou součástí tzv. skleníkový efekt (viz výše skleníkový efekt atmosféry), které ovlivňují tepelné záření rozpočet Země v globálním měřítku a postihuje téměř všechny biospheric činnosti. Prakticky každý objekt na zemském povrchu vyzařuje elektromagnetické záření především v infračervené oblasti spektra.

umělé zdroje infračerveného záření zahrnují kromě horkých objektů i infračervené světelné diody (LED) a lasery., LED diody jsou malé levné optoelektronické přístroje vyrobené z takových polovodivých materiálů, jako je arsenid Galia. Infračervené LED diody se používají jako optoisolátory a jako světelné zdroje v některých komunikačních systémech založených na optických vláknech. Výkonné opticky čerpané infračervené lasery byly vyvinuty pomocí oxidu uhličitého a oxidu uhelnatého. Infračervené lasery oxidu uhličitého se používají k vyvolání a změně chemických reakcí a při separaci izotopů. Používají se také v systémech lidar., Další aplikace infračerveného světla patří její používání v rozmezí nálezci automatický zaostřování kamery, zabezpečovací systémy, noční vidění, optické přístroje.

Nástroje pro detekci infračerveného záření patří teplo-citlivé zařízení, jako jsou termočlánky detektory, bolometers (některé z těchto jsou chlazeny na teploty blízké absolutní nule, tak, že tepelné záření detektor systém sám o sobě je značně snížena), fotovoltaických článků, a photoconductors. Ty jsou vyrobeny z polovodičových materiálů (např., sulfid křemíku a olova), jehož elektrická vodivost se zvyšuje při vystavení infračervenému záření.