Какво Е Инфрачервено?

{h1}

Инфрачервеното лъчение е вид електромагнитно излъчване. Той е невидим за човешките очи, но хората могат да го усетят като топлина.

Инфрачервеното лъчение е вид електромагнитно излъчване, както и радиовълните, ултравиолетовото лъчение, рентгеновите лъчи и микровълните. Инфрачервената (IR) светлина е частта от ЕМ спектъра, с която хората се сблъскват най-много в ежедневието, въпреки че голяма част от нея остава незабелязана. Той е невидим за човешките очи, но хората могат да го усетят като топлина.

ИЧ лъчението е един от трите начина, по които топлината се предава от едно място на друго, като другите два са конвекция и проводимост. Всичко с температура над около 5 градуса Келвин (минус 450 градуса по Фаренхайт или минус 268 градуса по Целзий) излъчва ИЧ лъчение. Слънцето отделя половината от общата си енергия като IR и голяма част от видимата му светлина се абсорбира и излъчва отново като IR, според Университета в Тенеси.

Според Агенцията за опазване на околната среда крушките с нажежаема жичка превръщат само около 10 процента от своята електрическа енергия във видима светлинна енергия; около 90 процента се превръща в инфрачервено лъчение. Домакинските уреди като топлинни лампи и тостери използват инфрачервено лъчение за предаване на топлина, както и промишлените нагреватели, като тези, използвани за сушене и втвърдяване на материали. Тези уреди обикновено излъчват излъчване на черно тяло с пикова мощност под дължината на дължината на вълната на видимата, въпреки че известна енергия се излъчва като видима червена светлина.

Телевизионното дистанционно управление използва IR вълни за промяна на каналите. В дистанционното инфрачервен светодиод (LED) или лазер изпраща двоични кодирани сигнали като бързи импулси за включване / изключване, според НАСА. Детектор в телевизора преобразува тези светлинни импулси в електрически сигнали, които инструктират микропроцесор да промени канала, да регулира силата на звука или да извърши други действия. ИЧ лазерите могат да се използват за комуникация от точка до точка на разстояния от няколкостотин метра или ярда.

Дължина на вълната и честота

Електромагнитното (ЕМ) излъчване се предава във вълни или частици с различна дължина и честота на вълната. Този широк диапазон от дължини на вълните е известен като електромагнитен спектър. Обикновено спектърът е разделен на седем области в реда на намаляване на дължината на вълната и увеличаване на енергията и честотата. Общите обозначения са радиовълни, микровълни, инфрачервена (IR), видима светлина, ултравиолетова (UV), рентгенови лъчи и гама-лъчи.

Инфрачервените вълни са по-дълги от тези на видимата светлина, точно отвъд червения край на видимия спектър. Инфрачервената (IR) попада в обхвата на (EM) спектъра между микровълните и видимата светлина. Той има честоти от около 3 GHz до около 400 THz и дължина на вълната от около 30 сантиметра (12 инча) до 740 нанометра (0,00003 инча), въпреки че тези стойности не са окончателни.

откритие

Британският астроном Уилям Хершел е открил инфрачервена светлина през 1800 г., според НАСА. В експеримент за измерване на разликата в температурата между цветовете във видимия спектър той постави термометри по пътя на светлината в рамките на всеки цвят от видимия спектър. Той наблюдава повишаване на температурата от синьо до червено, включително още по-топло измерване на температурата малко над червения край на видимия спектър.

Инфрачервено усещане

Едно от най-полезните приложения на инфрачервения спектър е в откриването и откриването. Всички обекти на Земята излъчват инфрачервено лъчение или топлина, което може да бъде открито чрез електронни сензори, като тези, използвани в очила за нощно виждане и инфрачервени камери. Прост пример за такъв сензор е болометърът, който се състои от телескоп с чувствителен към температурата резистор или термистор във фокуса му. Ако топло тяло попадне в зрителното поле на този инструмент, топлината причинява видима промяна в напрежението в термистора. Камерите за нощно виждане използват по-сложна версия на болометър. Обикновено тези камери съдържат чипове за изобразяване, свързани с зареждане (CCD), които са чувствителни към инфрачервена светлина. Образът, образуван от CCD, след това може да бъде възпроизведен във видима светлина. Тези системи могат да бъдат направени достатъчно малки, за да се използват в ръчни устройства или носещи очила за нощно виждане. Те могат да се използват и за мерници с пистолет със или без добавяне на инфрачервен лазер за насочване.

Инфрачервената спектроскопия измерва ИЧ емисиите от материали с определена дължина на вълната. ИЧ спектърът на веществото ще покаже характерни спадове и пикове, когато фотоните се абсорбират или излъчват от електрони в молекули, докато преминават между орбитите или енергийните нива. След това тази информация може да бъде използвана за идентифициране на вещества и наблюдение на химичните реакции. Според Робърт Маянович, професор по физика в държавния университет в Мисури, инфрачервената спектроскопия, като спектроскопия на трансформация на Фурие (FTIR), е много полезна за множество научни приложения. Те включват изследване на молекулни системи и 2D материали като графен.

Инфрачервена астрономия

Калифорнийският технологичен институт (CalTech) описва инфрачервената астрономия като „откриване и изследване на инфрачервеното лъчение (топлинната енергия), излъчвано от обекти във Вселената“. Напредъкът на IR CCD системи за изобразяване позволи детайлно наблюдение на разпределението на източниците на IR, разкривайки сложни структури в мъглявините, галактиките и мащабната структура на Вселената.

Едно от предимствата на IR наблюдението е, че може да открива твърде готини обекти, за да излъчват видима светлина. Това доведе до откриването на неизвестни досега обекти като комети, астероиди и мъгливи междузвездни прашинки, които сякаш са разпространени в цялата галактика. IR астрономията е особено полезна за наблюдение на студени молекули на газ, а също и на прахови частици в междузвездната среда, за да се определи техният химичен състав, заяви Робърт Патерсън, професор по астрономия от държавния университет в Мисури. Тези наблюдения се провеждат с помощта на специализирани детектори за заредени устройства (CCD), които са чувствителни към IR фотони.

Друго предимство на ИЧ лъчението е, че поради по-голямата си дължина на вълната, той е по-малко подложен на разсейване, отколкото видимата светлина. Докато видимата светлина може да бъде погълната или отразена от частици газ и прах, по-дългите ИК вълни просто обикалят тези малки препятствия. Поради това свойство, IR може да се използва за наблюдение на обекти, чиято светлина е затъмнена от газ и прах. Такива обекти включват новообразуващи се звезди, вградени в мъглявини или центъра на земната галактика.

Повечето IR наблюдения се провеждат от спътници, за да се избегнат атмосферни смущения. Един от по-известните от тези спътници беше инфрачервеният астрономически спътник (IRAS), който произвеждаше изображения на небето с дължина на вълната 12, 25, 60 и 100 микрометра (µm). Неговият сензор за изображения трябваше да се охлади до 2 K (минус 456 F), използвайки 161 lbs. (73 килограма) свръхтечен течен хелий, който ограничи мисията на спътника само до 10 месеца. Въпреки това през този период тя завърши проучване, обхващащо 96 процента от небето. Той идентифицира няколко астероида, комети и междузвездни прашинки и създаде първите изображения на галактическото ядро. Получените данни все още се използват днес за насочване на наблюдения при други дължини на вълната.

Оттогава са пуснати редица спътници, които правят по-подробни наблюдения на конкретни обекти и ограничени области на небето. Въпреки това, няма друго цялостно проучване на небето, проведено до 2006 г., когато японската космическа агенция JAXA изстреля спътника AKIRI, който е японски за "светлина". Подобрената криогенна система на този спътник позволи мисията му да достигне 18 месеца, около 50 процента повече от IRAS. AKIRI също имаше по-чувствителни сензори с по-висока разделителна способност от IRAS, което доведе до наистина забележителни изображения, съдържащи множество нови данни.

Допълнителни ресурси

  • Мисията на НАСА: Инфрачервени вълни
  • UC Дейвис: Как работи FTIR спектрометър
  • UC Berkeley: Болометри


Видео Добавка: Какво е инфрачервено отопление и как действа?.




Изследване


Какво Е Синя Луна, Така Или Иначе?
Какво Е Синя Луна, Така Или Иначе?

Атмосферата На Exoplanet Разкрива „Специфични“ Пръстови Отпечатъци
Атмосферата На Exoplanet Разкрива „Специфични“ Пръстови Отпечатъци

Наука Новини


Буден Почивка Може Да Засили Паметта
Буден Почивка Може Да Засили Паметта

Прихващане На Въглеродния Двуокис Подземно: Можем Ли Да Го Направим?
Прихващане На Въглеродния Двуокис Подземно: Можем Ли Да Го Направим?

Урагани В Движение! Тропическите Бури Се Изместват Към Полюсите
Урагани В Движение! Тропическите Бури Се Изместват Към Полюсите

Спрете Да Надничате В Walden Pond!
Спрете Да Надничате В Walden Pond!

Обвинявайте Метан Взривове За Морски Кратери, Но Не И За Бермудския Триъгълник
Обвинявайте Метан Взривове За Морски Кратери, Но Не И За Бермудския Триъгълник


BG.WordsSideKick.com
Всички Права Запазени!
Възпроизвеждането На Използваните Материали Оставя Само Prostanovkoy Активна Връзка Към Сайта BG.WordsSideKick.com

© 2005–2019 BG.WordsSideKick.com