mikrovågor

infraröd strålning

bortom den röda änden av det synliga området men vid frekvenser högre än för radarvågor och mikrovågor är den infraröda regionen av det elektromagnetiska spektrumet, mellan frekvenserna 1012 och 5 × 1014 Hz (eller våglängder från 0,1 till 7,5 × 10-5 cm). William Herschel, en tysk-född brittisk musiker och självlärd astronom, upptäckte denna form av strålning i 1800 genom att utforska, med hjälp av en termometer, solljus spridda i sina färger genom ett glas prisma., Infraröd strålning absorberas och avges av rotationer och vibrationer av kemiskt bundna atomer eller grupper av atomer och därmed av många typer av material. Till exempel absorberar fönsterglas som är transparent för synligt ljus infraröd strålning genom vibrationer av dess beståndsdelar atomer. Infraröd strålning absorberas starkt av vatten, som visas i Figur 3 och av atmosfären. Även om det är osynligt för ögat kan infraröd strålning detekteras som värme av huden., Nästan 50 procent av solens strålningsenergi avges i det infraröda området av det elektromagnetiska spektrumet, med resten främst i det synliga området.

atmosfärisk dis och vissa föroreningar som sprider synligt ljus är nästan transparenta för delar av det infraröda spektrumet eftersom spridningseffektiviteten ökar med frekvensens fjärde effekt. Infraröd fotografering av avlägsna föremål från luften utnyttjar detta fenomen., Av samma anledning gör infraröd astronomi det möjligt för forskare att observera kosmiska föremål genom stora moln av interstellärt damm som sprider infraröd strålning betydligt mindre än synligt ljus. Eftersom vattenånga, ozon och koldioxid i atmosfären absorberar stora delar av det infraröda spektrumet utförs många infraröda astronomiska observationer på hög höjd av ballonger, raketer, flygplan eller rymdfarkoster.,

ir-bilden av ett landskap ökar objekt enligt deras värmeavgivning: blå himmel och vattnet verkar nästan svarta, medan grönt bladverk och oexponerade hud visa upp ljust. Infraröd fotografering kan avslöja patologiska vävnadstillväxter (termografi) och defekter i elektroniska system och kretsar på grund av deras ökade värmeutsläpp.,

molekylernas och materialets infraröda absorptions-och emissionsegenskaper ger viktig information om molekylernas storlek, form och kemiska bindning och om atomer och joner i fasta ämnen. Rotations – och vibrationsenergierna kvantifieras i alla system. Den infraröda strålningsenergin hv som emitteras eller absorberas av en given molekyl eller substans är därför ett mått på skillnaden mellan några av de inre energistaterna. Dessa i sin tur bestäms av atomvikt och molekylära bindningskrafter., Av denna anledning är infraröd spektroskopi ett kraftfullt verktyg för att bestämma den inre strukturen hos molekyler och ämnen eller, när sådan information redan är känd och tabellerad, för att identifiera mängderna av dessa arter i ett givet prov. Infraröda spektroskopiska tekniker används ofta för att bestämma sammansättningen och därmed ursprung och ålder av arkeologiska exemplar och för att upptäcka förfalskningar av konst och andra föremål, som, när de inspekteras under synligt ljus, liknar originalen.,

infraröd strålning spelar en viktig roll vid värmeöverföring och är integrerad i den så kallade växthuseffekten (se ovan atmosfärens växthuseffekt), som påverkar jordens termiska strålningsbudget på global nivå och påverkar nästan all biosfärisk aktivitet. Nästan varje objekt på jordens yta avger elektromagnetisk strålning främst i spektrumets infraröda område.

artificiella källor för infraröd strålning inkluderar, förutom heta föremål, infraröda lysdioder (lysdioder) och lasrar., Lysdioder är små billiga optoelektroniska enheter gjorda av sådana halvledande material som galliumarsenid. Infraröda lysdioder används som Optoisolatorer och som ljuskällor i vissa fiberoptikbaserade kommunikationssystem. Kraftfulla optiskt pumpade infraröda lasrar har utvecklats med hjälp av koldioxid och kolmonoxid. Infraröda koldioxidlasrar används för att inducera och förändra kemiska reaktioner och isotopseparation. De är också anställda i lidar-system., Andra tillämpningar av infrarött ljus inkluderar dess användning i intervallet finders av automatiska självfokuserande kameror, säkerhet larmsystem och mörkerseende optiska instrument.

instrument för detektering av infraröd strålning innefattar värmekänsliga anordningar, såsom termoelektriska detektorer, bolometrar (vissa av dessa kyls till temperaturer nära absolut noll så att detektorsystemets termiska strålning i sig minskas kraftigt), fotovoltaiska celler och fotokonduktorer. De senare är tillverkade av halvledarmaterial (t. ex.,, kisel och blysulfid) vars elektriska ledare ökar vid exponering för infraröd strålning.