microundele

radiația infraroșie

dincolo de capătul roșu al domeniului vizibil, dar la frecvențe mai mari decât cele ale undelor radar și ale microundelor este regiunea infraroșie a spectrului electromagnetic, între frecvențe de 1012 și 5 × 1014 Hz (sau lungimi de undă de la 0,1 la 7,5 × 10-5 cm). William Herschel, un muzician britanic de origine germană și astronom autodidact, a descoperit această formă de radiație în 1800 explorând, cu ajutorul unui termometru, lumina soarelui dispersată în culorile sale printr-o prismă de sticlă., Radiația infraroșie este absorbită și emisă de rotațiile și vibrațiile atomilor sau grupurilor de atomi legați chimic și, prin urmare, de multe tipuri de materiale. De exemplu, geamul care este transparent pentru lumina vizibilă absoarbe radiațiile infraroșii prin vibrația atomilor săi constituenți. Radiația infraroșie este puternic absorbită de apă, așa cum se arată în Figura 3, și de atmosferă. Deși invizibil pentru ochi, radiațiile infraroșii pot fi detectate ca căldură de către piele., Aproape 50% din energia radiantă a soarelui este emisă în regiunea infraroșie a spectrului electromagnetic, restul în principal în regiunea vizibilă.

ceata atmosferică și anumiți poluanți care împrăștie lumina vizibilă sunt aproape transparenți în părți ale spectrului infraroșu, deoarece eficiența de împrăștiere crește odată cu a patra putere a frecvenței. Fotografia în infraroșu a obiectelor îndepărtate din aer profită de acest fenomen., Din același motiv, astronomia infraroșie permite cercetătorilor să observe obiecte cosmice prin nori mari de praf interstelar care împrăștie radiațiile infraroșii substanțial mai puțin decât lumina vizibilă. Cu toate acestea, deoarece vaporii de apă, ozonul și dioxidul de carbon din atmosferă absorb părți mari din spectrul infraroșu, multe observații astronomice în infraroșu sunt efectuate la mare altitudine de baloane, rachete, aeronave sau nave spațiale.,

infraroșu fotografie a unui peisaj îmbunătățește obiecte în funcție de emisia de căldură: cer albastru și apă apar aproape negru, întrucât frunziș verde și neexpuse piele apar viu. Fotografia în infraroșu poate dezvălui creșteri patologice ale țesuturilor (termografie) și defecte ale sistemelor și circuitelor electronice datorită emisiei lor crescute de căldură.,caracteristicile de absorbție și emisie în infraroșu ale moleculelor și materialelor oferă informații importante despre dimensiunea, forma și legătura chimică a moleculelor și a atomilor și ionilor în solide. Energiile de rotație și vibrații sunt cuantificate în toate sistemele. Energia radiației infraroșii HV emisă sau absorbită de o moleculă sau substanță dată este, prin urmare, o măsură a diferenței unora dintre stările energetice interne. Acestea, la rândul lor, sunt determinate de greutatea atomică și forțele de legătură moleculară., Din acest motiv, spectroscopia în infraroșu este un instrument puternic pentru determinarea structurii interne a moleculelor și substanțelor sau, atunci când astfel de informații sunt deja cunoscute și tabelate, pentru identificarea cantităților acestor specii într-o probă dată. Tehnicile spectroscopice în infraroșu sunt adesea folosite pentru a determina compoziția și, prin urmare, originea și vârsta exemplarelor arheologice și pentru detectarea falsurilor de artă și a altor obiecte, care, atunci când sunt inspectate sub lumină vizibilă, seamănă cu originalele.,

radiații Infraroșii joacă un rol important în transferul de căldură și este parte integrantă a așa-numit efect de seră (a se vedea mai sus efectul De seră al atmosferei), care influențează radiația termică bugetul de Pământ pe o scară globală și afectează aproape toate biospheric activitate. Practic, fiecare obiect de la suprafața Pământului emite radiații electromagnetice în principal în regiunea infraroșie a spectrului.sursele artificiale de radiații infraroșii includ, pe lângă obiectele fierbinți, diode emițătoare de lumină infraroșie (LED-uri) și lasere., LED-urile sunt mici dispozitive optoelectronice ieftine, fabricate din materiale semiconductoare precum arsenidul de galiu. LED-urile infraroșii sunt utilizate ca Optoizolatoare și ca surse de lumină în unele sisteme de comunicații bazate pe fibră optică. S-au dezvoltat lasere infraroșii puternice pompate optic prin utilizarea dioxidului de carbon și a monoxidului de carbon. Laserele cu infraroșu cu dioxid de Carbon sunt utilizate pentru a induce și modifica reacțiile chimice și pentru separarea izotopilor. De asemenea, sunt angajați în sistemele lidar., Alte aplicații ale luminii infraroșii includ utilizarea sa în căutătorii de rază de acțiune a camerelor automate de auto-focalizare, a sistemelor de alarmă de securitate și a instrumentelor optice de vedere pe timp de noapte.

Instrumente pentru detectarea de radiații infraroșii includ sensibile la căldură dispozitive, cum ar fi termocuplu detectoare, bolometers (unele dintre acestea sunt răcite la temperaturi apropiate de zero absolut, astfel încât radiația termică de detector de sistemul în sine este foarte redusă), celule fotovoltaice, și fotoconductoare. Acestea din urmă sunt fabricate din materiale semiconductoare (de ex.,, siliciu și sulfură de plumb) a căror conductanță electrică crește atunci când este expusă la radiații infraroșii.