Infrardeče valovanje

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Skoči na: navigacija, iskanje
Slika majhnega psa, posneta v srednjevalovnem infrardečem (»termalnem«) območju

Ínfrardéče sévanje označuje elektromagnetno valovanje z valovnimi dolžinami, daljšimi od valovnih dolžin vidne svetlobe, a krajšimi od mikrovalovnega valovanja. Latinska predpona infra- pomeni »pod-« označuje, da je frekvenca infrardečega valovanja pod frekvenco rdeče svetlobe, ta pa ima v spektru vidne svetlobe najnižjo frekvenco. Območje valovnih dolžin infrardečega valovanja sega prek treh velikostnih redov – od 700 nm do 1 mm.

Področja infrardečega spektra[uredi | uredi kodo]

Spekter infrardeče svetlobe navadno razdelimo na naslednja področja:

  • bližnje infrardeče območje (angleško near infrared), oznake NIR ali IR-A (DIN), valovna dolžina 0.7–1.4 µm. Določeno je z absorpcijo v vodi, zaradi majhnih izgub v silicijevem steklu (SiO2) se to območje pogosto uporablja za telekomunikacije (optična vlakna).
  • kratkovalovno infrardeče območje (angleško short wavelength IR), oznake SWIR ali IR-B (DIN), 1.4–3 µm. Absorpcija v vodi nad 1450 nm naglo naraste.
  • srednjevalovno infrardeče območje (angleško mid wavelength IR), oznake MWIR, IR-C (DIN) ali IIR (intermediate-IR), 3–8 µm.
  • dolgovalovno infrardeče območje (angleško long wavelength IR), oznake LWIR, IR-C (DIN), 8–15 µm.
  • daljno infrardeče območje (angleško far infrared), oznaka FIR, 15–1000 µm.

Zemlja kot oddajnik infrardečega sevanja[uredi | uredi kodo]

Površje Zemlje absorbira vidno Sončevo sevanje in ponovno odda velik del energije v obliki infrardečega sevanja nazaj v atmosfero. Nekateri plini v atmosferi, večinoma vodna para, pa tudi ogljikov dioksid, metan, dušikov oksid, žveplov heksafluorid in klorofluoroogljiki, absorbirajo infrardeče sevanje, in ga ponovno sevajo v vseh smereh, tudi nazaj na Zemljo. To je tudi razlog, da sta zaradi učinka tople grede ozračje in površina Zemlje veliko toplejša kot bi bila, če v ozračju ne bi bilo absorbentov infrardečega sevanja.

Uporaba[uredi | uredi kodo]

Nočno gledanje[uredi | uredi kodo]

Infrardeča svetloba se uporablja v opremi za nočno gledanje, ko je premalo vidne svetlobe, da bi predmet lahko videli. Oprema zazna sevanje in ga pretvori v sliko, na kateri se toplejši predmeti vidijo svetlejše, kar omogoča policiji in vojski, da tudi v temi vidijo pomembnejše objekte, kot so na primer ljudje ali avtomobili. Dim prepušča več infrardeče kot vidne svetlobe, zato lahko gasilci uporabljajo infrardečo opremo pri delu v zadimljenih področjih.

Slika[uredi | uredi kodo]

Pri infrardeči fotografiji se uporabljajo infrardeči filtri, ki zajamejo samo svetlobo v infrardečem spektru. Digitalni fotoaparati velikokrat uporabljajo filtre, ki blokirajo infrardečo svetlobo. Cenejši digitalni fotoaparati, ki ne vsebujejo takšnih filtrov, lahko zajamejo infrardečo svetlobo, ki se na sliki vidi kot svetlo bela barva. To je posebno opazno pri slikanju stvari blizu svetlih področij (na primer zraven luči), kjer lahko interferenca infrardeče svetloba poškoduje barve na sliki.

Termografija[uredi | uredi kodo]

Infrardeče sevanje se lahko uporablja za oddaljeno določanje temperature objektov, kar se imenuje termografija, ali v primeru zelo visokih temperatur, pirometrija. Termografija se primarno uporablja v vojaške in industrijske namene, vendar se v obliki infrardečih kamer, zaradi zmanjšanja stroškov izdelave, na trgu pojavlja tudi v nekaterih avtomobilih.

Segrevanje[uredi | uredi kodo]

Infrardeče sevanje se uporablja v infrardeči savni za segrevanje uporabnikov ali za odstranjevanje ledu s kril letala. Lahko se uporablja tudi za ogrevanje prostorov s pomočjo IR grelnih panelov. Ir toplota je prijazna do okolja in do zdravja ljudi in živali.

Komunikacije[uredi | uredi kodo]

Infrardeči prenos podatkov se uporablja v komunikaciji na kratke razdalje med računalniškimi napravami in osebnimi organizatorji. Te naprave običajno delujejo po standardu, ki ga je izdalo združenje IrDA (Infrared Data Association). Daljinski upravljalci in IrDA naprave uporabljajo infrardeče svetleče diode za oddajanje infrardečega sevanja, ki ga leča fokusira v ozek žarek. Žarek je moduliran, tako da lahko prenaša podatke. Sprejemnik uporablja silicijevo fotodiodo za pretvarjanje infrardečega sevanja v električni tok. Odziva se le na hitro pulziranje signala, ki ga ustvari oddajnik in se ne odziva na počasi spreminjajoče se infrardeče sevanje okoliške svetlobe. Infrardeča komunikacija je uporabna v zaprtih prostorih in področjih z visoko populacijo, saj infrardeče sevanje ne prodira skozi zidove in ne povzroča interference z napravami v drugih prostorih.

Infrardeči laserji ustvarjajo svetlobo za prenos podatkov preko optičnih vlaken. Infrardeča svetloba z valovno dolžino okoli 1330 nm (največji prenos) ali 1550 nm (najmanjša razpršitev) je najboljša izbira za standardna optična vlakna iz kremenovega stekla.

Spektroskopija[uredi | uredi kodo]

Spektroskopija z infrardečim sevanjem je raziskovanje sestave (navadno) organskih spojin, ugotavljanje strukture in sestave spojine glede na odstotek prepuščanja infrardeče svetlobe skozi vzorec. Različne molekulske vezi znotraj vzorca absorbirajo različne frekvence.

Zgodovina[uredi | uredi kodo]

Odkritje infrardečega sevanja pogosto pripisujemo Williamu Herschelu, astronomu iz 19. stoletja. Herschel je uporabil prizmo za lom svetlobe s sonca in zaznal infrardečo svetlobo za rdečim delom spektra, ko se je dvignila temperatura na termometru.

Zunanje povezave[uredi | uredi kodo]


Spekter elektromagnetnega valovanja

Radijski valovi | Mikrovalovi | Infrardeče valovanje | Vidni spekter | Ultravijolično valovanje | Rentgenski žarki | Žarki gama


Vidni spekter: Rdeča | Oranžna | Rumena | Zelena | Modra | Vijolična