Mikrobølger

Infrarød stråling

Ud over den røde del af det synlige spektrum, men ved frekvenser højere end de af radar bølger og mikrobølger er den infrarøde område af det elektromagnetiske spektrum, mellem frekvenser på 1012 og 5 × 1014 Hz (eller bølgelængder fra 0,1 til 7,5 × 10-5 cm). William Herschel, en tysk-født Britisk musiker og selvlært astronom opdagede denne form for stråling i 1800-tallet ved at udforske, med hjælp af et termometer, sollys spredt i sine farver med et glas prisme., Infrarød stråling absorberes og udsendes af rotationer og vibrationer af kemisk bundne atomer eller grupper af atomer og dermed af mange slags materialer. For eksempel absorberer vinduesglas, der er gennemsigtigt for synligt lys, infrarød stråling ved vibrationen af dets bestanddele atomer. Infrarød stråling absorberes stærkt af vand, som vist i figur 3, og af atmosfæren. Selvom det er usynligt for øjet, kan infrarød stråling detekteres som varme af huden., Næsten 50 procent af solens strålende energi udsendes i det infrarøde område af det elektromagnetiske spektrum, mens resten primært er i det synlige område.

atmosfærisk uklarhed og visse forurenende stoffer, der spreder synligt lys, er næsten gennemsigtige for dele af det infrarøde spektrum, fordi spredningseffektiviteten øges med frekvensens fjerde effekt. Infrarød fotografering af fjerne objekter fra luften udnytter dette fænomen., Af samme grund giver infrarød astronomi forskere mulighed for at observere kosmiske objekter gennem store skyer af interstellært støv, der spreder infrarød stråling væsentligt mindre end synligt lys. Men da vanddamp, ozon og kuldioxid i atmosfæren absorberer en stor del af det infrarøde spektrum, mange infrarød astronomiske observationer, der er foretaget i stor højde ved balloner, raketter, fly eller rumfartøjer.,

En infrarød fotografi af et landskab, som forbedrer objekter i henhold til deres varmeafgivelse: blå himmel, og vandet synes næsten sorte, mens grønne blade og eksponerede hud dukke op smukt. Infrarød fotografering kan afsløre patologiske vævsvækster (termografi) og defekter i elektroniske systemer og kredsløb på grund af deres øgede emission af varme.,

molekylers og materialers infrarøde absorptions-og emissionskarakteristika giver vigtige oplysninger om molekylers og atomers og ions størrelse, form og kemiske binding i faste stoffer. Rotations-og vibrationsenergierne er kvantiserede i alle systemer. Den infrarøde strålingsenergi hv, der udsendes eller absorberes af et givet molekyle eller stof, er derfor et mål for forskellen mellem nogle af de interne energitilstande. Disse igen er bestemt af den atomare vægt og molekylære bindingskræfter., Af denne grund er infrarød spektroskopi et kraftfuldt værktøj til bestemmelse af den indre struktur af molekyler og stoffer eller, når sådanne oplysninger allerede er kendt og tabuleret, til identifikation af mængderne af disse arter i en given prøve. Infrarøde spektroskopiske teknikker bruges ofte til at bestemme sammensætningen og dermed oprindelsen og alderen af arkæologiske prøver og til at detektere forfalskninger af kunst og andre genstande, som, når de inspiceres under synligt lys, ligner originalerne.,

infrarød stråling spiller en vigtig rolle i varmeoverførsel og er integreret i den såkaldte drivhuseffekt (se ovenfor atmosfærens drivhuseffekt), der påvirker jordens termiske strålingsbudget på globalt plan og påvirker næsten al biosfærisk aktivitet. Stort set alle objekter på jordens overflade udsender elektromagnetisk stråling primært i det infrarøde område af spektret.kunstige kilder til infrarød stråling omfatter foruden varme genstande infrarøde lysdioder (LED’ er) og lasere., Led ‘ er er små billige optoelektroniske enheder fremstillet af sådanne halvledende materialer som galliumarsenid. Infrarøde LED ‘ er anvendes som optoisolatorer og som lyskilder i nogle fiberoptikbaserede kommunikationssystemer. Kraftige optisk pumpede infrarøde lasere er udviklet ved hjælp af kuldio .id og kulilte. Infrarøde kuldio .idlasere anvendes til at inducere og ændre kemiske reaktioner og ved isotopseparation. De er også ansat i lidar systemer., Andre anvendelser af infrarødt lys inkluderer dets anvendelse inden for rækkevidde af automatiske selvfokuserende kameraer, sikkerhedsalarmsystemer og optiske instrumenter til nattesyn.

instrumenter til påvisning af infrarød stråling inkluderer varmefølsomme enheder såsom termoelementdetektorer, bolometre (nogle af disse afkøles til temperaturer tæt på absolut nul, så den termiske stråling af detektorsystemet selv reduceres kraftigt), fotovoltaiske celler og fotokonduktorer. Sidstnævnte er lavet af halvledermaterialer (f. eks.,, silicium og blysulfid), hvis elektriske konduktans øges, når den udsættes for infrarød stråling.