Radiatii infrarosii

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Fără surse!
Această intrare sau secțiune despre subiectul fizicii nu citează sursele necesare sau cei prezenți sunt insuficienți .
Puteți îmbunătăți această intrare adăugând citări din surse de încredere în conformitate cu liniile directoare privind utilizarea surselor . Urmați sfaturile de proiectare de referință .

Radiația infraroșie ( IR ), în fizică , este radiația electromagnetică cu o bandă de frecvență a spectrului electromagnetic mai mică decât cea a luminii vizibile , dar mai mare decât cea a undelor radio , adică o lungime de undă între 700 nm și 1 mm ( bandă cu infraroșu ). Termenul înseamnă „sub roșu” (din latinescul infra , „dedesubt”), deoarece roșu este culoarea vizibilă cu cea mai mică frecvență.

Este adesea asociat cu conceptele de „ căldură ” și „radiație termică”, deoarece orice obiect cu o temperatură peste zero absolut (practic orice obiect real) emite spontan radiații în această bandă (conform legii lui Wien prin creșterea temperaturii vârfului de emisia se deplasează tot mai mult spre vizibil până când obiectul devine incandescent ).

Istorie

În 1800 , fizicianul William Herschel a plasat un termometru cu mercur în spectrul produs de o prismă de sticlă, pentru a măsura căldura diferitelor benzi colorate de lumină. El a descoperit că termometrul a continuat să crească chiar și după ce s-a deplasat dincolo de marginea roșie a spectrului, unde nu mai exista lumină vizibilă. A fost primul experiment care a arătat cum ar putea fi transmisă căldura datorită unei forme invizibile de lumină.

Clasificări

Având în vedere vastitatea spectrului infraroșu și multiplicitatea utilizărilor radiațiilor situate în diferite puncte din cadrul acestuia, s-au dezvoltat diferite clasificări în alte sub-regiuni. Din păcate, nu există un singur standard recunoscut pentru aceste benzi, ci mai multe convenții sectoriale, născute în diferite domenii de cercetare și inginerie, pentru a subdiviza din când în când regiunile conectate la diferite clase de fenomene din ramura în cauză.

Numele trupei Limita superioară Limita inferioara
Standard DIN / CIE
FURIE 0,7 µm - 428 T Hz 1,4 µm - 214 THz
IR-B 1,4 µm - 214 THz 3 µm - 100 THz
IR-C 3 µm - 100 THz 1000 µm (1 mm) - 300 GHz
Clasificare astronomică
aproape 0,7 - 1 µm - 428-300 THz 5 µm - 60 THz
mediu 5 µm - 60 THz 25-40 µm - 12-7,5 THz
departe 25-40 µm - 12-7,5 THz 250-350 µm - 1,2 THz-428 GHz
Sistem de inginerie
închidere ( NIR ) 0,75 um - 400 THz 1,4 µm - 214 THz
val scurt ( SWIR ) 1,4 µm - 214 THz 3 µm - 100 THz
val mediu ( MWIR ) 3 µm - 100 THz 8 µm - 37,5 THz
val lung ( LWIR ) 8 µm - 37,5 THz 15 µm - 20 THz
departe ( FIR ) 15 µm - 20 THz 1000 µm - 300 GHz


<700 nm (0,7 µm) = lumină vizibilă
> 1 mm = cuptor cu microunde

Un alt sistem practic, dezvoltat în industria telecomunicațiilor, împarte regiunea de infraroșu apropiat de interes pentru transmiterea prin fibră optică în benzi foarte înguste.

Nume Interval
O (Original) 1260 - 1360 nm
E (extins) 1360 - 1460 nm
S (scurt) 1460 - 1530 nm
C (convențional) 1530 - 1565 nm
L (lung) 1565 - 1625 nm
U (ultra lung) 1625 - 1675 nm

În lungimile de undă adiacente celor vizibile până la câțiva microni , fenomenele asociate sunt în esență similare cu cele ale luminii, chiar dacă răspunsul materialelor la lumina vizibilă nu este deloc indicativ pentru lumina infraroșie. Peste 2 µm, de exemplu, sticla normală este opacă, precum și multe gaze, astfel încât există ferestre de absorbție în care aerul este opac și, prin urmare, frecvențele care cad acolo sunt absente din spectrul solar observat la sol. O nouă fereastră de transmisie se deschide între 3 și 5 µm, corespunzătoare vârfului de emisie al corpurilor foarte fierbinți (banda utilizată, de exemplu, de rachetele de cercetare termică).

Dimpotrivă, multe materiale care par perfect opace ochilor noștri sunt mai mult sau mai puțin transparente la aceste lungimi de undă. De exemplu, siliciu și germaniu la aceste lungimi de undă au opacități foarte mici, atât de mult încât sunt utilizate pentru fabricarea lentilelor și a fibrelor optice (atenuări în ordinea a 0,2 dB / km pentru 1550 nm). Multe materiale plastice sintetice au, de asemenea, o bună transparență față de aceste radiații.

La lungimi de undă mai mari există fenomene din ce în ce mai asemănătoare cu undele radio.

Limita inferioară de infraroșu a fost adesea denumită 1 mm deoarece ultima dintre benzile radio clasificate ( EHF , 30-300 GHz) se termină la această lungime de undă. Cu toate acestea, regiunea de la aproximativ 100 µm la 1 mm a fost considerată „terenul nimănui”, dificil de investigat din cauza lipsei de senzori și mai ales a surselor de lumină adecvate pentru a funcționa în această bandă. De la sfârșitul primului deceniu al anilor 2000, aceste limitări tehnice au dispărut, dând naștere unei activități intense de cercetare asupra acestei părți a spectrului electromagnetic, care este acum preferată a fi definită ca regiunea radiației terahertz , cunoscută și sub numele de „ Razele T ".

Utilizări

Imagine a unui câine în infraroșu mediu (numit și „termic”), în culori false.

Radiația infraroșie este utilizată în dispozitivele de vedere nocturnă atunci când nu există suficientă lumină vizibilă. Senzorii cu infraroșu transformă radiația de intrare într-o imagine: aceasta poate fi monocromatică (de exemplu, cele mai fierbinți obiecte vor fi mai deschise) sau se poate utiliza un sistem de culoare falsă pentru a reprezenta diferitele temperaturi. Aceste dispozitive s-au răspândit inițial în armatele din numeroase țări, pentru a-și putea vedea țintele chiar și în întuneric.

Există două clase de camere cu infraroșu pe piață: primele sunt, în general, sensibile atât la lumina vizibilă cât și la cea vizibilă și nu permit măsurarea temperaturii, ele sunt în general numite camere IR (sau zi și noapte), a doua sunt sensibile la infraroșu mediu (termice) și sunt denumite camere cu imagini termice.

Printre aplicațiile radiațiilor infraroșii se numără așa-numita termografie , o evoluție în câmpul civil al tehnologiei viziunii nocturne creată în scopuri militare .

Fumul este mai transparent față de radiațiile infraroșii decât lumina vizibilă, astfel încât pompierii pot folosi dispozitive cu infraroșu pentru a se orienta în medii fumurii.

Infraroșul este, de asemenea, utilizat ca mijloc de transmitere a datelor: în telecomandele televizorului (pentru a evita interferențele cu undele radio ale semnalului de televiziune), între laptopuri și computere fixe, PDA-uri , telefoane mobile , senzori de mișcare și alte dispozitive electronice.

Standardul de transmitere a datelor stabilit este IrDA (Infrared Data Association). Telecomandele și aparatele IrDA utilizează diode cu radiații infraroșii (denumite în mod obișnuit LED-uri cu infraroșu). Radiația infraroșie emisă de acestea este concentrată de lentile din plastic și modulată, adică pornită și oprită foarte repede, pentru a transporta date. Receptorul folosește o fotodiodă de siliciu pentru a transforma radiația infraroșie incidentă în curent electric . Răspunde doar la semnalul pulsator al emițătorului și este capabil să filtreze semnalele infraroșii care se schimbă mai lent, cum ar fi lumina primită de la Soare, alte obiecte fierbinți și așa mai departe.

Lumina utilizată în fibrele optice este, de asemenea, adesea în infraroșu.

În plus, radiația infraroșie este utilizată în spectroscopia infraroșie , utilizată la caracterizarea materialelor.

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității Tesauro BNCF 22505 · LCCN (EN) sh85066322 · GND (DE) 4161686-8 · BNF (FR) cb11948695s (dată) · BNE (ES) XX526729 (dată) · NDL (EN, JA) 00.570.566
Electromagnetismul Portalul electromagnetismului : accesați intrările Wikipedia care se ocupă de electromagnetism
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Infrared_Radiation&oldid=121577476 ”