microgolven

infrarode straling

voorbij het rode uiteinde van het zichtbare bereik, maar bij frequenties hoger dan die van radargolven en microgolven is het infrarode gebied van het elektromagnetische spectrum, tussen frequenties van 1012 en 5 × 1014 Hz (of golflengten van 0,1 tot 7,5 × 10-5 cm). William Herschel, een in Duitsland geboren Britse muzikant en autodidact astronoom, ontdekte deze vorm van straling in 1800 door met behulp van een thermometer zonlicht te verkennen dat door een glazen prisma in zijn kleuren wordt verspreid., Infrarode straling wordt geabsorbeerd en uitgezonden door de rotaties en trillingen van chemisch gebonden atomen of groepen atomen en dus door vele soorten materialen. Zo absorbeert vensterglas dat transparant is voor zichtbaar licht infraroodstraling door de trilling van de samenstellende atomen. Infrarode straling wordt sterk geabsorbeerd door het water, zoals in Figuur 3 wordt getoond, en door de atmosfeer. Hoewel onzichtbaar voor het oog, infraroodstraling kan worden gedetecteerd als warmte door de huid., Bijna 50 procent van de stralingsenergie van de zon wordt uitgezonden in het infrarode gebied van het elektromagnetische spectrum, met de rest voornamelijk in het zichtbare gebied.

Atmosferische nevel en bepaalde verontreinigende stoffen die zichtbaar licht verstrooien zijn bijna transparant voor delen van het infrarode spectrum omdat het verstrooiingsrendement toeneemt met het vierde vermogen van de frequentie. Infraroodfotografie van verre objecten uit de lucht maakt gebruik van dit fenomeen., Om dezelfde reden stelt infraroodastronomie onderzoekers in staat kosmische objecten te observeren door grote wolken interstellair stof die infraroodstraling aanzienlijk minder verstrooien dan zichtbaar licht. Omdat waterdamp, ozon en kooldioxide in de atmosfeer grote delen van het infrarode spectrum absorberen, worden veel infrarode astronomische waarnemingen op grote hoogte uitgevoerd door ballonnen, raketten, vliegtuigen of ruimtevaartuigen.,

een infraroodfoto van een landschap verbetert objecten op basis van hun warmte-emissie: blauwe lucht en water lijken bijna zwart, terwijl groen gebladerte en onbelichte huid helder zichtbaar zijn. Infraroodfotografie kan pathologische weefselgroei (thermografie) en defecten in elektronische systemen en circuits onthullen als gevolg van hun verhoogde emissie van warmte.,

De infrarode absorptie – en emissiekenmerken van moleculen en materialen leveren belangrijke informatie op over de grootte, vorm en chemische binding van moleculen en van atomen en ionen in vaste stoffen. De energieën van rotatie en vibratie worden gekwantiseerd in alle systemen. De infrarode stralingsenergie hv die door een bepaald molecuul of stof wordt uitgestraald of geabsorbeerd, is daarom een maat voor het verschil van sommige interne energietoestanden. Deze worden op hun beurt bepaald door het atoomgewicht en de moleculaire bindingskrachten., Om deze reden, is de infrarode spectroscopie een krachtig hulpmiddel voor het bepalen van de interne structuur van molecules en substanties of, wanneer dergelijke informatie reeds gekend en getabelleerd is, voor het identificeren van de hoeveelheden van die species in een gegeven steekproef. Infraroodspectroscopische technieken worden vaak gebruikt om de samenstelling en daarmee de oorsprong en leeftijd van archeologische specimens te bepalen en om vervalsingen van kunst en andere objecten te detecteren, die bij een inspectie onder zichtbaar licht lijken op de originelen.,

infrarode straling speelt een belangrijke rol bij de warmteoverdracht en is een integraal onderdeel van het zogenaamde broeikaseffect (zie hierboven het broeikaseffect van de atmosfeer), dat het budget voor thermische straling van de aarde op wereldschaal beïnvloedt en bijna alle biosferische activiteit beïnvloedt. Vrijwel elk object op het aardoppervlak zendt elektromagnetische straling uit, voornamelijk in het infrarode gebied van het spectrum.

kunstmatige bronnen van infrarode straling omvatten, naast hete objecten, infrarode luminescentiedioden (LED’ s) en lasers., LED ‘ s zijn kleine goedkope opto-elektronische apparaten gemaakt van dergelijke halfgeleidermaterialen zoals galliumarsenide. Infrarood-LED ‘ s worden gebruikt als opto-isolator en als lichtbron in sommige op glasvezel gebaseerde communicatiesystemen. Krachtige optisch gepompte infraroodlasers zijn ontwikkeld met behulp van kooldioxide en koolmonoxide. De infrarode lasers van het kooldioxide worden gebruikt om chemische reacties en in isotopenscheiding te veroorzaken en te veranderen. Ze worden ook gebruikt in lidar-systemen., Andere toepassingen van infrarood licht zijn het gebruik ervan in de range finders van automatische zelffocusing camera ‘ s, veiligheid alarmsystemen, en nachtzicht Optische Instrumenten.

instrumenten voor het detecteren van infrarode straling omvatten warmtegevoelige apparaten zoals thermokoppeldetectoren, bolometers (sommige daarvan worden gekoeld tot temperaturen dicht bij het absolute nulpunt, zodat de thermische straling van het detectorsysteem zelf sterk wordt verminderd), fotovoltaïsche cellen en fotogeleiders. Deze laatste zijn gemaakt van halfgeleidermaterialen (bijv.,, silicium en loodsulfide) waarvan de elektrische geleidbaarheid toeneemt bij blootstelling aan infrarode straling.