Инфракрасное излучение

1.

Инфракрасное излучение

2.

Открытие инфракрасного излучения
Инфракрасное излучение было открыто астрономом У.
Гершелем в 1800 г.
Занимаясь исследованием Солнца, Гершель искал способ
уменьшения нагрева инструмента , с помощью которого
велись наблюдения. Определяя с помощью термометров
действия разных участков видимого спектра, Гершель
обнаружил, что «максимум тепла» лежит за насыщенным
красным цветом и, возможно, «за видимым преломлением».
Это исследование положило начало изучению инфракрасного
излучения.
В дальнейшем благодаря работам Т. Юнга и О. Френеля было
доказано, что инфракрасное излучение, как и свет,
представляет собой электромагнитное излучение. После
открытия Гершеля, французский физик Жозеф-Батист Фурье
начал использовать инфракрасный свет для измерения
температуры. Он изобрел инфракрасный термометр и
использовал его для измерения температуры разных
материалов.
У. Гершель
О. Френель
Т. Юнга
Жозеф-Батист
Фурье

3.

Свойства инфракрасного излучения
Высокая проникающая способность. ИК лучи могут проникать через многие материалы, такие как стекло,
дерево и металл.
Способность отражения и поглощения. ИК излучение может отражаться от поверхностей и поглощаться
материалами, такими как металлы и стекло.
Низкая частота. ИК излучение имеет низкую частоту, что означает, что его длина волны очень велика. Это
свойство позволяет проходить через большие расстояния без значительных потерь энергии.
Невидимость. ИК излучение невидимо для человеческого глаза, но может быть обнаружено с помощью
специальных приборов, таких как инфракрасные камеры и детекторы.
Взаимодействие с молекулами. ИК излучение взаимодействует с молекулами в объекте, вызывая
различные физические и химические эффекты. Например, излучение может вызывать нагрев объекта,
изменять его оптические свойства или влиять на химические реакции.
Возможность управления. ИК излучение можно направлять и фокусировать с помощью оптических
элементов, таких как линзы и зеркала. Это свойство позволяет создавать мощные источники света и
проводить исследования на микроскопическом уровне.
Обладает типичными для электромагнитных волн явлениями: отражение, интерференция, дифракция.

4.

Источники ИК
Искусственным источником ИК-излучения является
любое тело, температура которого выше
температуры окружающей среды: костер, горящая
свеча, работающий двигатель внутреннего сгорания,
ракета, включенная электрическая лампа.
•Инфракрасные лампы: это самый распространенный источник
инфракрасного излучения. Они могут быть использованы для
обогрева помещений, сушки и нагрева предметов.
•Газовые излучатели: они работают на основе инфракрасного
газового излучения. Газом в данном случае служит углекислый
газ, азот или аргон.
•Трубчатые нагреватели: это металлические трубки, внутри
которых находится электрический нагревательный элемент. Они
создают тепловое излучение, которое излучается в виде
инфракрасных волн.

5.

Космические источники
•Солнце: это самый очевидный источник инфракрасного тепла. Солнце - один из самых мощных
источников излучения в этом диапазоне, его поверхность достигает температуры в 5500 градусов
Цельсия.
•Звезды: являются мощными источниками инфракрасного излучения, так как их поверхность
может достигать очень высоких температур.
•Межзвездная пыль: это один из немногих естественных источников инфракрасного излучения в
космосе. Она поглощает часть света от звезд и переизлучает его в инфракрасном диапазоне.

6.

Диапазон
•Ближний - длина волны от 700 нанометр до 2 микрометров. Оно используется в оптическом
распознавании образов, медицине, промышленности и других областях.
•Средний - от 2 мкм до 25 мкм. Он применяется в тепловизионной технике, спектроскопии,
анализе материалов и других областях.
•Дальний - от 25 мкм до нескольких миллиметров. Оно используется для наблюдения за
атмосферой, исследования космических объектов и термографии.
Также длинноволновую окраину этого диапазона иногда выделяют в отдельный диапазон
электромагнитных волн — терагерцевое излучение (субмиллиметровое излучение)

7.

Применение ИК
Инфракрасное излучение находит широкое применение в различных областях науки, техники и
производства. Некоторые из наиболее распространенных областей применения ИК излучения включают:
Медицинская диагностика: используется для измерения температуры тела, выявления опухолей и других
заболеваний, а также контроля лечения пациентов.
Тепловидение: применяется для обнаружения утечек тепла в зданиях, машинах и других объектах.
Космическая техника: ИК датчики используются для обнаружения космических объектов, управления
движением спутников и других космических аппаратов.
Производство: ИК камеры применяются для контроля качества сырья и готовой продукции, а также для
обнаружения дефектов в процессе производства.
Военная техника: ИК системы используются в военной технике для обнаружения и идентификации целей в
условиях низкой освещенности или задымленности.
Термометры ИК – устройства для измерения температуры в инфракрасном диапазоне, используемые,
например, на производстве для контроля процессов или в медицинской диагностике для измерения
температуры у пациентов.