Βασικές ιδιότητες της υπέρυθρης ακτινοβολίας
Βασικές ιδιότητες της υπέρυθρης ακτινοβολίας
Η υπέρυθρη (IR) ακτινοβολία είναι ακτινοβολίαΗλεκτρομαγνητικό μήκος κύματος από 770 nm έως 1 mm, ανοικτό περισσότερο από 200 χρόνια πριν. Αυτή η θερμότητα εκπέμπει πολλά θερμαινόμενα σώματα. Είναι αδύνατο να το δείτε με γυμνό μάτι.
Ιστορία της ανακάλυψης της υπέρυθρης ακτινοβολίας
Το 1800, ο επιστήμονας William Herschel ανακοίνωσεσυνάντηση της Βασιλικής Εταιρείας του Λονδίνου για το άνοιγμά της. Μετράει τη θερμοκρασία εκτός του φάσματος και εντοπίζει αόρατες ακτίνες με μεγάλη δύναμη θέρμανσης. Το πείραμα διεξήχθη με τη βοήθεια των φίλτρων φωτός του τηλεσκοπίου. Παρατήρησε ότι απορροφούν το φως και τη θερμότητα των ακτίνων του ήλιου σε διαφορετικούς βαθμούς. Μετά από 30 χρόνια, το γεγονός της ύπαρξης αόρατων ακτίνων που βρίσκεται πίσω από το κόκκινο μέρος του ορατού ηλιακού φάσματος αποδείχθηκε σαφώς. Ο γάλλος φυσικός Becquerel κάλεσε αυτή την υπέρυθρη ακτινοβολία. Ιδιότητες της ακτινοβολίας IR
Το φάσμα της υπέρυθρης ακτινοβολίας αποτελείται απόξεχωριστές γραμμές και ζώνες. Αλλά μπορεί επίσης να είναι συνεχής. Όλα εξαρτώνται από την πηγή των υπέρυθρων ακτίνων. Με άλλα λόγια, η κινητική ενέργεια ή η θερμοκρασία ενός ατόμου ή ενός μορίου έχει σημασία. Οποιοδήποτε στοιχείο του περιοδικού πίνακα σε διαφορετικές θερμοκρασίες έχει διαφορετικά χαρακτηριστικά. Για παράδειγμα, τα υπέρυθρα φάσματα των διεγερμένων ατόμων λόγω της σχετικής κατάστασης ανάπαυσης των ηλεκτρονίων δέσμης πυρήνα θα έχουν αυστηρά γραμμικά υπέρυθρα φάσματα. Και τα διεγερμένα μόρια είναι ριγωτά, χαοτικά τοποθετημένα. Όλα εξαρτώνται όχι μόνο από τον μηχανισμό της επικάλυψης των κατάλληλων γραμμικών φάσεων κάθε ατόμου. Αλλά και από την αλληλεπίδραση αυτών των ατόμων μεταξύ τους. Καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, αλλάζει το φασματικό χαρακτηριστικό του σώματος. Έτσι, τα θερμά στερεά και υγρά σώματα εκπέμπουν ένα συνεχές φάσμα υπερύθρου. Σε θερμοκρασίες κάτω από τους 300 ° C, η ακτινοβολία θερμαινόμενου στερεού ευρίσκεται εξ ολοκλήρου στην υπέρυθρη περιοχή. Από την περιοχή θερμοκρασιών εξαρτάται τόσο η μελέτη των κυμάτων IR, τόσο η εφαρμογή των σημαντικότερων ιδιοτήτων τους. Οι κύριες ιδιότητες των ακτίνων IR είναι η απορρόφηση και η περαιτέρω θέρμανση των σωμάτων. Η αρχή της μεταφοράς θερμότητας από τους υπέρυθρους θερμαντήρες διαφέρει από τις αρχές της μεταφοράς ή της θερμικής αγωγιμότητας. Το αντίθετο, εάν τα υπέρυθρα ακτινοβολητήρια ακτινοβολούν ένα αντικείμενο, δεν σημαίνει ότι η επιφάνεια του απορροφά αυτή την ακτινοβολία. Μπορεί επίσης να απεικονίζει, να απορροφά ή να μεταδίδει ακτίνες χωρίς απώλειες. Σχεδόν πάντα το ακτινοβολημένο αντικείμενο απορροφά ένα μέρος αυτής της ακτινοβολίας, το μέρος αντανακλά και το τμήμα χάνει. Όχι όλα τα φωτεινά αντικείμενα ή τα θερμαινόμενα σώματα εκπέμπουν υπέρυθρα κύματα. Για παράδειγμα, λαμπτήρες φθορισμού ή φλόγα πλάκας αερίου δεν έχουν τέτοια ακτινοβολία. Η αρχή της λειτουργίας των λαμπτήρων φθορισμού βασίζεται σε μια ψυχρή λάμψη (φωτοφωταύγεια). Το φάσμα του είναι πλησιέστερο στο φάσμα του φωτός της ημέρας, λευκό φως. Ως εκ τούτου, δεν υπάρχει σχεδόν καμία IR ακτινοβολία σε αυτό. Και η μεγαλύτερη ένταση ακτινοβολίας μιας φλόγας πλάκας αερίου πέφτει σε ένα μήκος κύματος ενός μπλε χρώματος. Στα προαναφερθέντα θερμαινόμενα σώματα, η ακτινοβολία IR είναι πολύ αδύναμη. Υπάρχουν επίσης ουσίες που είναι διαφανείς στο ορατό φως, αλλά δεν είναι σε θέση να περάσουν τις ακτίνες IR. Για παράδειγμα, ένα στρώμα νερού πάχους μερικών εκατοστών δεν θα περάσει υπέρυθρη ακτινοβολία με μήκος κύματος μεγαλύτερο από 1 μm. Σε αυτή την περίπτωση, ένα άτομο μπορεί να διακρίνει αντικείμενα στο κάτω μέρος με γυμνό μάτι.
