赤外線とは何ですか? 歴史、家庭での使用と検出


赤外線とは何ですか? THE 赤外線放射 (IR)、または 赤外線は、放射エネルギーの一種です。 人間の目には見えませんが、熱として感じることができます。 宇宙のすべての物体はある程度の赤外線を放射しますが、最も明白な2つの光源は太陽と火です。

IRはの一種です 電磁放射、原子がエネルギーを吸収および放出するときに生成される周波数の連続体。 NASAによると、英国の天文学者ウィリアム・ハーシェルは1800年に赤外線を発見しました。

可視スペクトルの色間の温度差を測定する実験で、彼は可視スペクトルの各色内の光路に温度計を配置しました。 彼は、青から赤への温度の上昇を観察し、可視スペクトルの赤の端を少し超えた、さらに暖かい温度測定値を見つけました。

電磁スペクトル

電磁スペクトル内では、赤外線はマイクロ波より上で可視赤色光の周波数よりすぐ下の周波数で発生するため、「赤外線」という名前が付けられています。 カリフォルニア工科大学(Caltech)によると、赤外線放射波は可視光よりも長いとのことです。

IR周波数は、約3ギガヘルツ(GHz)から約400テラヘルツ(THz)の範囲です。 波長は、1,000マイクロメートル(µm)から760ナノメートル(2.9921インチ)の間と推定されます。 ただし、NASAによると、これらの値は決定的なものではありません。

バイオレット(可視光の最短波長)から 赤(より長い波長)の赤外線には、独自の波長範囲があります。 波。

スペクトル内の可視光に近い、より短い「近赤外線」波 電磁的で、検出可能な熱を放出せず、テレビのリモコンから放出されて変化します チャネル。

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スペクトルのマイクロ波セクションに最も近い、より長い「遠赤外線」波 電磁放射は、日光や火の熱などの強烈な熱として感じることができます。 NASA。

IR放射は、熱が伝達される3つの方法の1つです。 他の2つは対流と伝導です。 温度が5ケルビン(摂氏マイナス268度)を超えるものはすべて、IR放射を放出します。

太陽はその総エネルギーの半分をIRとして放出します。 テネシー大学によると、星の可視光の多くは吸収され、IRとして再放出されます。

家庭での使用

などの家電 ランプ トースターとトースターは、IR放射を使用して熱を伝達します。 材料の乾燥や硬化に使用されるような工業用ヒーターもIRを利用しています。 で 白熱灯 電気エネルギーの約10%のみを可視エネルギーに変換し、残りの90%は赤外線に変換します。

赤外線レーザーは、数百メートルの距離でのポイントツーポイント通信に使用できます。 赤外線放射に依存するテレビのリモコンは、発光ダイオード(LED)からテレビの赤外線受信機に赤外線エネルギーのパルスを放出します。 受信機は、光パルスを電気信号に変換し、プログラムされたコマンドを実行するようにマイクロプロセッサに指示します。

赤外線検出

赤外線スペクトルの最も有用なアプリケーションの1つは、検出です。 地球上のすべての物体は、熱の形でIR放射を放出します。 これは次の方法で検出できます 電子センサー、暗視ゴーグルで使用されるもののように 赤外線カメラ.

このようなセンサーの簡単な例はボロメータです。 それは、焦点に温度に敏感な抵抗器を備えた望遠鏡で構成されています。 高温の物体がこの機器の視野に入ると、熱によって検出可能な変化が発生します。

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