microondas

radiación infrarroja

Más allá del extremo rojo del rango visible pero a frecuencias más altas que las de las ondas de radar y microondas es la región infrarroja del espectro electromagnético, entre frecuencias de 1012 y 5 × 1014 Hz (o longitudes de onda de 0,1 a 7,5 × 10-5 cm). William Herschel, un músico británico de origen alemán y astrónomo autodidacta, descubrió esta forma de radiación en 1800 al explorar, con la ayuda de un termómetro, la luz solar dispersada en sus colores por un prisma de vidrio., La radiación infrarroja es absorbida y emitida por las rotaciones y vibraciones de átomos o grupos de átomos unidos químicamente y, por lo tanto, por muchos tipos de materiales. Por ejemplo, el vidrio de ventana que es transparente a la luz visible absorbe la radiación infrarroja por la vibración de sus átomos constituyentes. La radiación infrarroja es absorbida fuertemente por el agua, como se muestra en la Figura 3, y por la atmósfera. Aunque invisible para el ojo, la radiación infrarroja puede ser detectada como calor por la piel., Casi el 50 por ciento de la energía radiante del Sol se emite en la región infrarroja del espectro electromagnético, con el resto principalmente en la región visible.

la neblina atmosférica y ciertos contaminantes que dispersan la luz visible son casi transparentes para partes del espectro infrarrojo porque la eficiencia de dispersión aumenta con la cuarta potencia de la frecuencia. La fotografía infrarroja de objetos distantes del aire aprovecha este fenómeno., Por la misma razón, la astronomía infrarroja permite a los investigadores observar objetos cósmicos a través de grandes nubes de polvo interestelar que dispersan la radiación infrarroja sustancialmente menos que la luz visible. Sin embargo, dado que el vapor de agua, el ozono y el dióxido de carbono en la atmósfera absorben grandes partes del espectro infrarrojo, muchas observaciones astronómicas infrarrojas se llevan a cabo a gran altitud mediante globos, cohetes, aviones o naves espaciales.,

una fotografía infrarroja de un paisaje realza los objetos de acuerdo con su emisión de calor: el cielo azul y el agua aparecen casi negros, mientras que el follaje verde y la piel no expuesta aparecen brillantemente. La fotografía infrarroja puede revelar crecimientos patológicos de tejidos (termografía) y defectos en sistemas y circuitos electrónicos debido a su mayor emisión de calor.,

las características de absorción y emisión infrarroja de moléculas y materiales proporcionan información importante sobre el tamaño, la forma y la unión química de moléculas y de átomos e iones en sólidos. Las energías de rotación y vibración están cuantizadas en todos los sistemas. La energía de radiación infrarroja HV emitida o absorbida por una molécula o sustancia dada es, por lo tanto, una medida de la diferencia de algunos de los estados de energía internos. Estos a su vez están determinados por el peso atómico y las fuerzas de unión molecular., Por esta razón, la espectroscopia infrarroja es una herramienta poderosa para determinar la estructura interna de moléculas y sustancias o, cuando dicha información ya se conoce y tabula, para identificar las cantidades de esas especies en una muestra dada. Las técnicas espectroscópicas infrarrojas se utilizan a menudo para determinar la composición y, por lo tanto, el origen y la edad de los especímenes arqueológicos y para detectar falsificaciones de arte y otros objetos que, cuando se inspeccionan bajo luz visible, se asemejan a los originales.,

la radiación infrarroja desempeña un papel importante en la transferencia de calor y es parte integral del llamado efecto invernadero (véase más arriba el efecto invernadero de la atmósfera), que influye en el presupuesto de radiación térmica de la Tierra a escala mundial y afecta a casi toda la actividad biosférica. Prácticamente todos los objetos en la superficie de la Tierra emiten radiación electromagnética principalmente en la región infrarroja del espectro.

Las fuentes artificiales de radiación infrarroja incluyen, además de objetos calientes, diodos emisores de luz infrarroja (LED) y láseres., Los LED son pequeños dispositivos optoelectrónicos baratos hechos de materiales semiconductores como el arseniuro de galio. Los LED infrarrojos se emplean como optoisoladores y como fuentes de luz en algunos sistemas de comunicaciones basados en fibra óptica. Se han desarrollado potentes láseres infrarrojos de bombeo óptico mediante el uso de dióxido de carbono y monóxido de carbono. Los láseres infrarrojos de dióxido de carbono se utilizan para inducir y alterar reacciones químicas y en la separación de isótopos. También se emplean en sistemas lidar., Otras aplicaciones de la luz infrarroja incluyen su uso en los buscadores de rango de cámaras automáticas de enfoque automático, sistemas de alarma de seguridad e instrumentos ópticos de visión nocturna.

Los instrumentos para detectar la radiación infrarroja incluyen dispositivos sensibles al calor como detectores de termopar, bolómetros (algunos de estos se enfrían a temperaturas cercanas al cero absoluto para que la radiación térmica del sistema detector en sí se reduzca en gran medida), células fotovoltaicas y fotoconductores. Estos últimos están hechos de materiales semiconductores (p. ej.,, silicio y sulfuro de plomo) cuya conductancia eléctrica aumenta cuando se expone a la radiación infrarroja.