Infračervené vlny žiarenia, aplikácie, príklady

Ten Infra červená radiácia o Infračervené svetlo je súčasťou elektromagnetického spektra a pozostáva z elektromagnetických polí schopných šíriť sa vo vákuu a transportovať energiu.

Rozsah vlnových dĺžok infračerveného žiarenia je medzi 1 × 10^-3 a 7 x 10^-7 m. Horná hranica je s červeným svetlom viditeľného spektra pod ním, odtiaľ názov infračervený.

Projektor s infračerveným senzorom. Zdroj: Pixabay.

Živé bytosti a predmety vo všeobecnosti emitujú tepelné žiarenie alebo infračervené vlny. Nevidíme ich, ale vnímame ich ako teplo, pretože takmer akýkoľvek materiál vrátane pokožky ich ľahko absorbuje.

Keď objekt absorbuje infračervené žiarenie, jeho vnútorná energia sa zvyšuje, pretože atómy a molekuly vibrujú s väčšou miešaním. To sa premieta do zvýšenia teploty, takže sa líši od ionizujúceho žiarenia, ktoré má dostatok energie na ionizáciu molekúl.

Takže účinky infračerveného žiarenia na živé bytosti sú v podstate tepelnou povahou.

[TOC]

Infračervené vlny

Elektromagnetické spektrum zobrazujúce infračervený rozsah. André Oliva / verejná doména.

Infračervené žiarenie je rozdelené do troch typov alebo pásov*, podľa použitia, ktoré im bolo poskytnuté:

-Neďaleký hnev alebo infračervené limity s viditeľnou časťou spektra: 780-1400 nm

-IRB alebo stredne infračervené, s mnohými aplikáciami: 1.4 - 3 μm

-IRC, interval, ktorý sleduje mikrovlnnú rúru: 3 - 1 000 μm

Je potrebné poznamenať, že tieto limity nie sú prísne. Vedci ich zistili, aby uľahčovali štúdium elektromagnetického žiarenia, pretože rozsah vlnových dĺžok je mimoriadne rozsiahly.

Infračervené ožarovanie

Obrázok dvoch ľudí nasnímaných s infračerveným svetlom s dlhou vlnovou dĺžkou. Zdroj: Wikimedia Commons

Veľký anglický astronóm William Herschel objavil infračervené žiarenie na začiatku 19. storočia a neskôr okolo roku 1879 už boli vynájdené zariadenia, s ktorými merali tepelné žiarenie slnka: Bolometers.

Môže vám slúžiť: práca: vzorec, jednotky, príklady, cvičenia

Tieto zariadenia absorbujú tepelné žiarenie, ktoré zahrieva materiál, ktorého signál sa transformuje na ľahko merateľný elektrický prúd. Tento prúd je úmerný zvýšeniu teploty.

*1 nm alebo nanometer sa rovná 1 x 10 ^-9 M, zatiaľ čo 1 μm je 1 x 10 ^-6 m.

Ale je toho oveľa viac. Ako sme už povedali, infračervené žiarenie má početné aplikácie v oblasti inžinierstva, vedy a medicíny, z ktorých niektoré pomenujeme:

Teplomery

Infračervený snímač. Zdroj: Pixabay.

Infračervený teplomer má senzor, ktorý prirodzene zachytáva teplo emitované objektmi.

Na meranie telesnej teploty je teplomer umiestnený v blízkosti ucha, a to tak, že teplo, ktoré vychádzajú, dosahuje snímač teplomeru, kde sa potom stáva elektrickým signálom úmerný zistenej tepelnej energii. Čítanie sa rýchlo zobrazí na digitálnej obrazovke.

Fyzioterapia

Infračervené ožarovanie je terapeutické činidlo vo fyzioterapii, pretože má protizápalové účinky v určitých ochoreniach a zraneniach, zmierňuje kontrakty a bolesť.

Preto sa používa na liečbu artritídy, bolesti chrbta a ako liečby po extréme, aby sme spomenuli iba niekoľko aplikácií.

Ošetrenie, ktoré zvyčajne trvá medzi 15 a 30 minútami, sa zvyčajne vykonáva vďaka špeciálnym žiarovkám, ktorých žiarovka je plná inertného plynu.

Tepelný zdroj je volfrám alebo uhlíkové vlákno vybavené reflektorom, ktorý správne nasmeruje žiarenie do postihnutej oblasti, pričom dávajú pozor na nespálenie pokožky.

Infračervená astronómia

Vesmír emituje veľké množstvo infračerveného žiarenia. Používa sa to na pozorovanie hmlovinových oblastí, vesmírnych oblastí plných vodíka a hélia, kde sa okolo nich tvoria hviezdy a zodpovedajúce disky subjektu, čo nakoniec spôsobí vznik planétových systémov.

Veľmi studené hviezdy, napríklad červené trpaslíky, ktoré sú tiež najhojnejšie vo vesmíre, sú správne študované s infračerveným žiarením, ako aj galaxiou, ktoré sa od nás vzdialia.

Môže vám slúžiť: Trenie: Typy, koeficient, výpočet, cvičenia

Infračervená spektroskopia

Je to analytická technika, ktorá sa používa v mnohých oblastiach: astronómia, materiálová veda, jedlo a ďalšie.

Používam infračervené spektrum na stanovenie chemického zloženia látky a je obzvlášť vhodné na analýzu organických zlúčenín.

Funguje to takto: žiarenie, ktoré dosahuje médium, sa dá čiastočne odraziť a zvyšok sa absorbuje a potom prenáša. Pri analýze prenášaného žiarenia a jeho zmeny týkajúcich sa dopadajúceho žiarenia sú známe vlastnosti životného prostredia.

Ak je infračervené žiarenie absorbované molekulami, ktorej základný stav vibrácií má rovnakú vlnovú dĺžku ako dopadajúce infračervené žiarenie, spôsobia zmeny v takýchto vibráciách. Tieto zmeny sa volajú rezonancia.

Experiment sa vykonáva s a infračervený spektrometer. Tam vzorka interaguje s infračerveným žiarením a odoberajú sa prenášané informácie o žiarení.

Spektrometer obsahoval softvér potrebný na vytvorenie spektra látok, graf s charakteristickými pásmi a vrcholmi, ktorý je ako odtlačok prsta.

Každý vrchol naznačuje určitý energetický stav molekúl a odvodzujú sa ich zloženie pozorovania a vlastnosti látky.

Tímy pre nočné videnie

Pôvodne sa vyvíjali ako vojenský tím, majú senzory, ktoré zachytávajú teplo vydané hmotou, najmä žijúcimi organizmami.

Príklady infračerveného žiarenia

Porovnanie normálnej fotografie (nižšie) a infračerveného obrázka (nižšie). Plastové vrecko je priehľadné pre infračervené vlny, ale okuliare človeka sú nepriehľadné

Všetky hmoty emituje infračervené žiarenie vo väčšej alebo menšej miere. Absolútna nula teploty sa rovná celkovému zastaveniu pohybov v atóme a jeho zložkových častiach. Ale ešte nebol zistený, hoci v špeciálnych laboratóriách s nízkymi teplotami bol dosť blízko.

Môže vám slúžiť: zvlnené javy

Týmto spôsobom každá časť vesmíru emituje infračervené žiarenie, napríklad vyššie uvedené hmloviny.

Potom je tu bližšie infračervené žiarenie:

Slnko a zem

-Tepelné žiarenie pochádza zo slnka, nášho hlavného zdroja svetla a tepla.

-Samotná krajina má vnútorné teplo kvôli dynamike rôznych vrstiev, ktoré tvoria planétu, preto je tiež infračervenou stanicou.

-Niektoré atmosférické plyny, ako je oxid uhličitý a metán, sú dobrým absorbentom infračerveného žiarenia, ktoré potom vyžaruje vo všetkých smeroch, zahrieva planétu. Je to známa skleníkový efekt.

Živé bytosti

-Horúce ľudia a zvieratá emitujú teplo.

Technológia

-Dobre -známe žiarovky vydávajú veľké množstvo tepla. V skutočnosti sa takmer všetka elektrická energia transformuje na tepelné žiarenie a v rozsahu viditeľného svetla je emitované len veľmi málo.

-Ovládanie diaľkových televízií, hračky, dvere a iné zariadenia, pracujte s infračerveným svetlom.

Ovládač má vo vnútri malý tlačený obvod obsahujúci kódovaný signál každej funkcie. Toto sa odosiela do infračerveného emiča (červená LED). V zariadení je ďalší obvod, ktorý prijíma tento signál a vykonáva požadovanú funkciu.

-Motory sú zahrievané počas ich prevádzky, ako aj elektrické a elektronické vybavenie, elektrický prúd prostredníctvom vodičov vytvára teplo, ako aj trenie medzi pohyblivými časťami.

-Laser, ktorý sa používa v lekárskych a priemyselných procesoch, produkuje infračervené žiarenie. U čítačiek CD a v najrôznejších senzoroch sú lasery solídneho stavu a v najrôznejších senzoroch.

Odkazy

1. Fontal, b. Elektromagnetické spektrum a jeho aplikácie. Venezuelská škola na výučbu chémie.
2. Giancoli, D.  2006. Fyzika: Princípy s aplikáciami. 6. Ed Prentice Hall.
3. Mondragón, P. Infračervená spektroskopia. Získané z: Ciatej.mx.
4. Žiarenie a infračervené svetlo. Získané z: Ptolemy.Žobrák.mx.
5. Serway, r., Jewett, J. (2008). Fyzika pre vedu a inžinierstvo. Zväzok 2. 7. Edimatizovať. Učenie sa.