Mikroaallot

Infrapuna säteily

Beyond punainen pää näkyvän alueen, mutta korkeammat taajuudet kuin ne, tutka-aaltojen ja mikroaaltojen on infrapuna-alueella sähkömagneettisen spektrin, välillä taajuudet 1012 ja 5 × 1014 Hz: n (tai aallonpituuksilla 0,1 7,5 × 10-5 cm). William Herschel, saksan syntynyt Brittiläinen muusikko ja itseoppinut tähtitieteilijä, löysi tämä säteily 1800 tutkimalla, joiden avulla lämpömittari, auringonvalo hajallaan osaksi sen värejä lasi prisma., Infrapuna säteily absorboituu ja emittoituu kierrosta ja tärinä, kemiallisesti sidotut atomien tai ryhmien atomien ja näin ollen monia erilaisia materiaaleja. Esimerkiksi ikkunalasi, joka on läpinäkyvää näkyvälle valolle, absorboi infrapunasäteilyä sen sisältämien atomien tärinällä. Infrapunasäteily imeytyy voimakkaasti veteen, kuten kuvassa 3, ja ilmakehään. Vaikka infrapunasäteily on silmälle näkymätön, sen voi havaita ihon lämmöksi., Lähes 50 prosenttia auringon säteilyenergiasta säteilee sähkömagneettisen spektrin infrapuna-alueella, loput pääasiassa näkyvällä alueella.

Ilmakehän sameus ja tiettyjä epäpuhtauksia, jotka hajottaa valoa näkyvissä ovat lähes läpinäkyviä osia infrapuna taajuuksia, koska sironta tehokkuus kasvaa neljänteen potenssiin taajuus. Infrapunakuvaus etäisistä esineistä ilmasta hyödyntää tätä ilmiötä., Samasta syystä infrapunatähtitiede antaa tutkijoille mahdollisuuden tarkkailla kosmisia kohteita suurten tähtienvälisen pölyn pilvien läpi, jotka hajottavat infrapunasäteilyä huomattavasti näkyvää valoa vähemmän. Kuitenkin, koska vesihöyry, otsoni ja hiilidioksidi ilmakehässä imeä suuri osa infrapuna-spektri, monet infrapuna tähtitieteellisiä havaintoja tehdään korkealla ilmapalloja, raketit, ilma-tai avaruusalusten.,

infrapuna valokuva maisema lisää esineitä mukaan niiden lämmön päästöt: sininen taivas ja vesi näyttää lähes musta, kun taas vihreä lehdet ja valottamattomat ihon näkyvät kirkkaasti. Infrapunakuvaus voi paljastaa patologisia kudoskasvaimia (Termografia) ja elektronisten järjestelmien ja piirien vikoja niiden lisääntyneen lämpöpäästön vuoksi.,

infrapuna-absorptio ja päästöjen ominaisuudet molekyylien ja materiaalien tuottaa tärkeää tietoa koko, muoto ja kemiallinen liimaus molekyylien ja atomien ja ionien kiintoaineita. Pyörimis-ja tärinäenergiat kvantitoituvat kaikissa järjestelmissä. Infrapunasäteilyn energia hv lähettämän tai absorboiman tietty molekyyli tai aine on siis mitta ero joidenkin sisäinen energia toteaa. Nämä puolestaan määräytyvät atomipainon ja molekyylisidosvoimien mukaan., Tästä syystä, infrapuna-spektroskopia on tehokas työkalu, jolla määritetään sisäisen rakenteen molekyylien ja aineiden tai, kun tällaiset tiedot on jo tiedossa ja taulukoitu, tunnistaa määrä näiden lajien tietyn näytteen. Infrapuna spektroskooppiset tekniikat ovat usein käytetään määrittämään koostumus ja siten alkuperä ja ikä arkeologinen yksilöitä ja havaita väärennöksiä taide ja muut esineet, jotka, kun tarkastettu alla näkyvä valo, muistuttavat alkuperäiset.,

Infrapuna säteily on tärkeä rooli lämmönsiirto ja on olennainen osa niin sanottu kasvihuonekaasujen voimaan (ks. edellä kasvihuoneilmiö ilmakehässä), vaikuttaa lämpösäteilyä talousarvioon Maahan maailmanlaajuisesti ja vaikuttaa lähes kaikki biospheric toimintaa. Lähes kaikki maan pinnalla olevat kohteet säteilevät sähkömagneettista säteilyä pääasiassa spektrin infrapuna-alueella.

infrapunasäteilyn keinotekoisia lähteitä ovat kuumien kohteiden lisäksi infrapunavalodiodit (ledit) ja laserit., Ledit ovat pieniä, edullisia, optoelektroniset laitteet, kuten puolijohtavalla materiaaleja kuten galliumarsenidia. Infrapunaledejä käytetään optoisolaattoreina ja valonlähteinä joissakin kuituoptiikkaan perustuvissa viestintäjärjestelmissä. Tehokkaita optisesti pumpattuja infrapunalasereita on kehitetty hiilidioksidia ja hiilimonoksidia käyttämällä. Hiilidioksidin infrapunalasereita käytetään kemiallisten reaktioiden indusointiin ja muuttamiseen sekä isotooppien erotteluun. Niitä käytetään myös lidar-järjestelmissä., Muita sovelluksia infrapunavalon ovat sen käytön tähtäysmerkinnät automaattinen self-keskittyen-kamerat, turvallisuus hälytysjärjestelmät, ja yö-vision-optiset instrumentit.

Välineitä havaita infrapuna säteilyä ovat muun muassa lämpö-herkkien laitteiden, kuten termoelementti ilmaisimet, bolometers (osa näistä on jäähtynyt lämpötiloissa lähellä absoluuttista nollapistettä niin, että lämpö säteilyn ilmaisin järjestelmä itsessään on huomattavasti), aurinkokennot, ja kuvansiirtoyksiköt. Jälkimmäiset on valmistettu puolijohdemateriaaleista (esim., pii ja johtaa rikkivetyä), jonka sähkönjohtavuus kasvaa, kun altistuu infrapunasäteilyä.