Gelombang Sinaran Inframerah, Aplikasi, Contoh

The Sinaran inframerah o cahaya inframerah adalah sebahagian daripada spektrum elektromagnet dan terdiri daripada medan elektromagnet yang mampu menyebarkan vakum dan mengangkut tenaga.

Jangka panjang gelombang sinaran inframerah adalah antara 1 × 10^-3 dan 7 x 10^-7 m. Had atas adalah dengan cahaya merah spektrum yang kelihatan, di bawahnya, oleh itu nama inframerah.

Projektor dengan sensor inframerah. Sumber: Pixabay.

Makhluk hidup dan objek secara umum memancarkan sinaran terma atau gelombang inframerah. Kita tidak dapat melihatnya, tetapi kita menganggapnya sebagai haba, kerana hampir semua bahan, termasuk kulit, mudah menyerapnya.

Apabila objek menyerap radiasi inframerah, tenaga dalamannya meningkat, kerana atom dan molekul bergetar dengan pergolakan yang lebih besar. Ini diterjemahkan ke dalam peningkatan suhu, jadi ia berbeza dari radiasi pengion, yang mempunyai tenaga yang cukup untuk mengionkan molekul.

Oleh itu, kesan sinaran inframerah pada makhluk hidup pada dasarnya adalah sifat terma.

[TOC]

Gelombang inframerah

Spektrum Elektromagnetik menunjukkan julat inframerah. André Oliva / Domain Awam.

Sinaran inframerah dibahagikan kepada tiga jenis atau band*, mengikut penggunaan yang diberikan kepada mereka:

-Kemarahan atau inframerah yang berdekatan, had dengan bahagian spektrum yang kelihatan: 780-1400 nm

-LHDN atau Inframerah Sederhana, dengan banyak aplikasi: 1.4 - 3 μm

-IRC, selang yang mengikuti gelombang mikro: 3 - 1000 μm

Mesti diperhatikan bahawa had ini tidak ketat. Para saintis menubuhkan mereka untuk memudahkan kajian radiasi elektromagnet, kerana julat panjang gelombang sangat luas.

Aplikasi Sinaran Inframerah

Gambar dua orang yang diambil dengan cahaya inframerah panjang gelombang panjang. Sumber: Wikimedia Commons

Ahli astronomi Inggeris yang hebat William Herschel menemui radiasi inframerah pada awal abad ke -19, dan kemudian, sekitar tahun 1879, peranti telah dicipta untuk mengukur radiasi terma matahari: bolometer.

Boleh melayani anda: kerja: formula, unit, contoh, latihan

Peranti ini menyerap radiasi terma, yang memanaskan bahan, yang isyaratnya berubah menjadi arus elektrik yang mudah diukur. Arus ini berkadar dengan peningkatan suhu.

*1 nm atau nanometer sama dengan 1 x 10 ^-9 M, manakala 1 μm adalah 1 x 10 ^-6 m.

Tetapi ada banyak lagi. Seperti yang telah kita katakan, radiasi inframerah mempunyai banyak aplikasi dalam kejuruteraan, sains dan perubatan, yang mana kita akan menamakan beberapa:

Termometer

Thermometer Sensor Inframerah. Sumber: Pixabay.

Termometer inframerah mempunyai sensor yang menangkap haba yang dipancarkan secara semulajadi oleh objek.

Untuk mengukur suhu badan, termometer diletakkan berhampiran telinga, dengan cara ini haba yang memancarkan mencapai sensor termometer, di mana ia menjadi isyarat elektrik berkadar dengan tenaga terma yang dikesan. Membaca muncul dengan cepat di skrin digital.

Fisioterapi

Sinaran Inframerah adalah ejen terapeutik dalam fisioterapi, kerana ia mempunyai kesan anti -radang dalam penyakit dan kecederaan tertentu, ia melegakan kontraksi dan kesakitan.

Oleh itu ia digunakan untuk merawat arthritis, sakit belakang dan sebagai rawatan pasca latihan, sebaliknya hanya beberapa aplikasi.

Rawatan, yang biasanya berlangsung antara 15 dan 30 minit, biasanya dijalankan terima kasih kepada lampu khas yang mentolnya penuh dengan gas lengai.

Sumber terma adalah tungsten atau filamen karbon yang disediakan dengan reflektor, untuk mengarahkan radiasi dengan betul ke kawasan yang terjejas, berhati -hati untuk tidak membakar kulit.

Astronomi Inframerah

Alam Semesta memancarkan sejumlah besar sinaran inframerah. Ini digunakan untuk memerhatikan nebulae, kawasan ruang yang penuh dengan hidrogen dan helium, di mana bintang -bintang dan cakera subjek yang sepadan dibentuk di sekelilingnya, yang akhirnya akan menimbulkan sistem planet.

Bintang yang sangat sejuk, contohnya kerdil merah, yang juga paling banyak di alam semesta, dipelajari dengan betul dengan sinaran inframerah, serta galaksi yang bergerak dari kami.

Boleh melayani anda: geseran: jenis, pekali, pengiraan, latihan

Spektroskopi inframerah

Ini adalah teknik analisis yang digunakan dalam banyak bidang: astronomi, sains bahan, makanan dan banyak lagi.

Saya menggunakan spektrum inframerah untuk menentukan komposisi kimia bahan dan sangat sesuai untuk analisis sebatian organik.

Ia berfungsi seperti ini: radiasi yang mencapai medium dapat dicerminkan sebahagiannya dan selebihnya diserap dan kemudian dihantar. Semasa menganalisis radiasi yang dihantar dan perubahannya mengenai sinaran kejadian, sifat -sifat alam sekitar diketahui.

Apabila radiasi inframerah diserap oleh molekul yang keadaan getaran asasnya mempunyai panjang gelombang yang sama seperti radiasi inframerah insiden, perubahan getaran tersebut disebabkan. Perubahan ini dipanggil resonans.

Eksperimen ini dijalankan dengan a Spektrometer inframerah. Terdapat sampel berinteraksi dengan radiasi inframerah dan maklumat radiasi yang dihantar dikumpulkan.

Spektrometer menggabungkan perisian yang diperlukan untuk membuat spektrum bahan, graf dengan band ciri dan puncak yang seperti cap jari.

Setiap puncak menunjukkan keadaan tenaga tertentu molekul dan komposisi dan sifat pemerhatian mereka.

Pasukan untuk penglihatan malam

Asalnya dibangunkan sebagai pasukan ketenteraan, mereka mempunyai sensor yang menangkap haba yang dikeluarkan oleh bahan, khususnya organisma hidup.

Contoh radiasi inframerah

Perbandingan gambar biasa (di bawah) dan imej inframerah (di bawah). Beg plastik telus ke inframerah gelombang panjang, tetapi cermin mata manusia adalah legap

Semua perkara memancarkan sinaran inframerah ke tahap yang lebih besar atau lebih rendah. Sifar suhu mutlak sama dengan jumlah pemberhentian pergerakan dalam atom dan zarah konstituennya. Tetapi ia belum dikesan, walaupun di makmal khas suhu rendah ia telah cukup dekat.

Dapat melayani anda: fenomena bergelora

Dengan cara ini mana -mana bahagian alam semesta memancarkan radiasi inframerah, contohnya nebula yang disebutkan di atas.

Kemudian terdapat sinaran inframerah yang lebih dekat:

Matahari dan bumi

-Sinaran terma berasal dari matahari, sumber cahaya dan panas utama kami.

-Tanah itu sendiri mempunyai haba dalaman, kerana dinamik pelbagai lapisan yang membentuk planet ini, oleh itu ia juga merupakan stesen inframerah.

-Beberapa gas atmosfera, seperti karbon dioksida dan metana, antara lain, adalah penyerap radiasi inframerah yang baik, yang kemudiannya memancarkan ke semua arah, memanaskan planet ini. Ia adalah kenalan kesan rumah hijau.

Makhluk hidup

-Orang dan haiwan panas panas memancarkan panas.

Teknologi

-Mentol pijar yang terkenal mengeluarkan sejumlah besar haba. Malah, hampir semua tenaga elektrik diubah menjadi radiasi terma dan sangat sedikit dipancarkan dalam julat cahaya yang kelihatan.

-Kawalan televisyen, mainan, pintu dan peranti lain yang jauh, bekerja dengan cahaya inframerah.

Kawalan mempunyai di dalam litar bercetak kecil yang mengandungi isyarat berkod setiap fungsi. Ini dihantar ke pemancar inframerah (LED merah). Di dalam peranti terdapat litar lain yang menerima isyarat ini dan melaksanakan fungsi yang diminta.

-Enjin dipanaskan semasa operasi mereka, serta peralatan elektrik dan elektronik, arus elektrik melalui pemandu menjana haba, serta geseran di antara bahagian yang bergerak.

-Laser, yang digunakan dalam proses perubatan dan perindustrian, menghasilkan radiasi inframerah. Terdapat laser keadaan pepejal dalam pembaca CD dan dalam sensor yang paling bervariasi.

Rujukan

1. Fontal, b. Spektrum elektromagnetik dan aplikasinya. Sekolah Venezuela untuk Pengajaran Kimia.
2. Giancoli, d.  2006. Fizik: Prinsip dengan aplikasi. 6th. Ed Prentice Hall.
3. Mondragón, ms. Spektroskopi inframerah. Pulih dari: ciatej.mx.
4. Radiasi dan cahaya inframerah. Pulih dari: ptolemy.Unam.mx.
5. Serway, r., Jewett, J. (2008). Fizik untuk Sains dan Kejuruteraan. Jilid 2. Ke -7. Ed. Pembelajaran Cengage.