Infravörös sugárzás 2
Az infravörös sugárzás, vagy infravörös sugárzás, elektromágneses sugárzás elfoglal egy spektrális régiót közötti vörös végén a látható fény (hullámhosszúságú 0,74 mikron) és frekvenciájú rádióhullámokat (1-2 mm). Infravörös régió a spektrum szerint a nemzetközi osztályozás van osztva egy proximális IR-A (0,7-1,4 mikron), közepes IR-B (1,4-3 mikron), és a távoli IR-C (több mint 3 m). A felfedezés az infravörös sugárzás történt 1800-ban, angol tudós W. Herschel felfedezte, hogy segítségével nyert egy prizma a szoláris spektrum külföldön vörös fény (azaz. E. A láthatatlan része a spektrum) izzó hőmérséklet emelkedik. A napsugárzás vörös részének mögött elhelyezkedő hőmérő emelkedett hőmérsékletet mutatott az oldalán található ellenőrző hőmérőkhöz képest.
Bebizonyosodott, hogy az infravörös sugárzás betartja az optika törvényeit, és ezért ugyanolyan természetű, mint a látható fény. 1923-ban az AA Glagolev-Arkad'eva szovjet fizikus körülbelül 80 μm hullámhosszú rádióhullámokat kapott, i.e. amely megfelel az infravörös hullámhossz tartománynak. Így kísérletileg bizonyítást nyert, hogy a látható sugárzástól az infravörös és a rádióhullámú sugárzásig folyamatosan átjut, és így mindegyikük elektromágneses természetű.
Az infravörös sugárzás spektruma, valamint a látható és az ultraibolya sugárzás spektruma különálló vonalakból, sávokból állhat, vagy az infravörös sugárzás forrásától függően folyamatos lehet. Izgatott atomok vagy ionok sugározzák a vonali infravörös spektrumokat. Például, ha egy elektromos kisülés higanygőz bocsát ki egy sor keskeny vonalak a tartományban 1,014 - 2,326 m, a hidrogén atom - a sorok száma a tartományban 0,95-7,40 mikron. Izgatott molekulák csíkos infravörös spektrumokat bocsátanak ki rezgéseik és forgásuk miatt. A vibrációs és vibrációs-forgási spektrumok elsősorban középen helyezkednek el, és a tisztán forgó spektrumok a távoli infravörös tartományban találhatók. Például, egy gázláng sugárzási spektrummal megfigyelt csíkot, amely körülbelül 2,7 mikron által kibocsátott vízmolekulák, és a sáv hullámhosszú 2,7 mikron és 4,2 mikron által kibocsátott molekulák a szén-dioxid.
Minden fűtött szilárd test folyamatos infravörös spektrumot bocsát ki. Ez azt jelenti, hogy a sugárzásban minden frekvencián kivétel nélkül hullámok vannak, és sugárzásról beszélnek valamilyen hullámban, értelmetlen foglalkozásban. A fűtött szilárd anyag igen széles hullámhossz-tartományban sugároz. Alacsony hőmérsékleten (4000 K alatt) a fűtött anyag sugárzása szinte teljes egészében az infravörös tartományban található, és ez a test sötétnek tűnik. Amint a hőmérséklet emelkedik, a látható tartományban a sugárzás aránya megnő, és a test kezdetben sötétvörös, majd vörös, sárga, végül magas hőmérsékleten (5000 K felett) fehér; Ebben az esetben mind a sugárzás teljes energiája, mind pedig az infravörös sugárzás energiája nő.
Az infravörös sugárzás tulajdonságai
Optikai anyagok tulajdonságai (opacitás, reflexiós, törésmutató) az infravörös tartományban a spektrum általában meglehetősen eltér az optikai tulajdonságok a látható és az ultraibolya régiók. Sok olyan anyag, amely a látható területen áttetsző, áttetszővé válik bizonyos infravörös sugárzású területeken és fordítva. Például egy vízréteg vastagsága néhány cm. Átlátszatlan, hogy az infravörös sugárzás hullámhossza> 1 mikron (vízbe, ezért gyakran használják a hőpajzs), egy tányér germánium és szilícium, átlátszatlan a látható tartományban, átlátszóak infravörös (germánium, hogy> 1,8 mm , szilícium> 1,0 μm). A fekete papír átlátszó infravörös formában. Az infravörös sugárzásnak átlátszó és a látható tartományban átlátszó anyagokat könnyű szűrőként használják az infravörös sugárzás kivonására. Számos anyag is vastag rétegben (több cm) átláthatóvá teszi az infravörös spektrum igen nagy területein. Ezekből az anyagokból az infravörös eszközök különböző optikai részei (prizmák, lencsék, ablakok stb.) Készülnek. Például, az üveg átlátszó, hogy 2,7 mikron, kvarc - akár 4,0 um és 100 um és 1000 um, kősó - legfeljebb 15 mikron, cézium-jodid - 55 mikron. A polietilén, a paraffin, a teflon és a gyémánt átlátszó,> 100 μm hullámhosszon. A legtöbb fém esetében az infravörös sugárzás visszaverő képessége jelentősen nagyobb, mint a látható fénynél, és az infravörös sugárzás hullámhosszával növekszik. Például az Al, Au, Ag, Cu hullámhosszú reflexiós együtthatója
10 μm eléri a 98% -ot. A folyékony és szilárd nemfémes anyagok szelektív reflexiót mutatnak az infravörös spektrumban, és a reflexió maxima helye függ az anyag kémiai összetételétől.
Az infravörös sugárzás abszorpciója és szóródása, ahogy áthalad a föld légkörén, az infravörös sugárzás gyengülését eredményezi. A levegő nitrogénje és oxigénje nem szívja fel az infravörös sugárzást, és csak a szétszóródás eredményeképpen gyengíti, ami azonban sokkal kevésbé az infravörös sugárzásnál, mint a látható fénynél. A légkörben jelen lévő vízpára, széndioxid, ózon és más szennyeződések szelektíven abszorbeálják az infravörös sugárzást. Különösen erősek egy pár víz infravörös sugárzását, amelynek abszorpciós sávjai szinte a spektrum teljes infravörös tartományában helyezkednek el, és a középső infravörös tartományban - szén-dioxid. A közeli felszíni légköri rétegekben a közepes infravörös tartományban csak kevés "infravörös sugárzású" ablak van.
A jelenléte szuszpendált részecskék a légkörben - füst, por, finom vízcseppeket (ködöt, köd) - vezet a további csillapítást az infravörös sugárzás a szórás azt a részecskék, ahol az előállított szórási arányától függ a részecskeméret és hullámhosszú infravörös sugárzás. Amikor a kis szemcseméret (légzsák pára) infravörös sugárzás szóródik kisebb, mint a látható fény (amelyet az infravörös képek), és az infravörös sugárzás szóródik annyira nagy méretű cseppek (köd), valamint a látható sugárzás. Az infravörös sugárzás erőteljes forrása a Nap, amelynek sugárzásának mintegy 50% -a az infravörös tartományban van. A volfrámszálas izzólámpák sugárzásának jelentős hányada (70-80%) az infravörös sugárzás következménye.
A sötétben és néhány éjszakai megfigyelő eszközben történő fényképezéskor a háttérvilágítású lámpák infravörös fényszűrővel vannak felszerelve, amely csak infravörös sugárzást enged át. Az infravörös sugárzás erőteljes forrása egy szén ív, melynek hőmérséklete van
3900 K, amelynek sugara közel áll a fekete test kibocsátásához, valamint különböző gázkisüléses lámpák (pulzáló és folyamatos égés). A helyiségek sugárzó fűtésére, a nikróhuzal spiráljai, hőmérsékletre melegítve
950 K. Az infravörös sugárzás jobb koncentrációja érdekében az ilyen fűtőtestek fényvisszaverőkkel vannak ellátva. A tudományos vizsgálatok, például, a termelés infravörös abszorpciós spektrumok különböző régióiban a spektrum speciális infravörös sugárzás: Band-wolfram lámpák, Nernst pin, globar, nagynyomású higanylámpák, és mások. Néhány optikai kvantum lézergenerátor sugárzása szintén a spektrum infravörös tartományában rejlik; például a sugárzási neodímium üveg lézer hullámhossza 1,06 m hossza a lézert keveréke neon és hélium - 1,15 um és 3,39 um, a szén-dioxid lézer - 10,6 m, a félvezető lézer InSb - 5 mikron, és az et al.