Infrardeči sevalni valovi, aplikacije, primeri

The infrardeče sevanje o Infrardeča svetloba je del elektromagnetnega spektra in je sestavljena iz elektromagnetnih polj, ki se lahko širijo v vakuumu in transportne energije.

Razpon valovne dolžine infrardečega sevanja je med 1 × 10^-3 in 7 x 10^-7 m. Zgornja meja je z rdečo svetlobo vidnega spektra, pod njim, od tod infrardeče.

Projektor z infrardečim senzorjem. Vir: Pixabay.

Živa bitja in predmeti na splošno oddajajo toplotno sevanje ali infrardeče valove. Ne vidimo jih, vendar jih dojemamo kot toploto, saj jih skoraj vsak material, vključno s kožo, zlahka absorbira.

Ko predmet absorbira infrardeče sevanje, se njegova notranja energija poveča, saj atomi in molekule vibrirajo z večjo vznemirjenostjo. To pomeni povečanje temperature, zato se razlikuje od ionizirajočega sevanja, ki ima dovolj energije za ionizacijo molekul.

Torej so učinki infrardečega sevanja na živa bitja v bistvu toplotna narava.

[TOC]

Infrardeči valovi

Elektromagnetni spekter, ki prikazuje infrardečo območje. André Oliva / javna domena.

Infrardeče sevanje je razdeljeno na tri vrste ali pasove*, glede na uporabo, ki jim je bila dana:

-V bližini jeza ali infrardeča meje z vidnim delom spektra: 780-1400 nm

-IRB ali srednje infrardeče, s številnimi aplikacijami: 1.4 - 3 μm

-IRC, interval, ki sledi mikrovalovni pečici: 3 - 1000 μm

Treba je opozoriti, da te omejitve niso stroge. Znanstveniki so jih vzpostavili, da bi olajšali preučevanje elektromagnetnega sevanja, saj je obseg valovnih dolžin izjemno obsežen.

Infrardeče aplikacije za sevanje

Podoba dveh ljudi, posnetih z infrardečo svetlobo z dolgo valovno dolžino. Vir: Wikimedia Commons

Veliki angleški astronom William Herschel je v začetku 19. stoletja odkril infrardeče sevanje, kasneje pa so bile okoli leta 1879 že izumljene naprave, s katerimi lahko izmerimo toplotno sevanje sonca: Bolometri.

Vam lahko služi: delo: formula, enote, primeri, vaje

Te naprave absorbirajo toplotno sevanje, ki segreva material, katerega signal se pretvori v lahko merljiv električni tok. Ta tok je sorazmeren z zvišanjem temperature.

*1 nm ali nanometer je enak 1 x 10 ^-9 M, medtem ko je 1 μm 1 x 10 ^-6 m.

Vendar je veliko več. Kot smo rekli, ima infrardeče sevanje številne aplikacije v inženirstvu, znanosti in medicini, od katerih bomo nekaj poimenovali:

Termometri

Infrardeči senzor termometer. Vir: Pixabay.

Infrardeči termometer ima senzor, ki zajame toploto, ki jo naravno oddajajo predmeti.

Za merjenje telesne temperature se termometer postavi blizu ušesa, na ta način toplota, ki izhaja. Branje se hitro prikaže na digitalnem zaslonu.

Fizioterapija

Infrardeče sevanje je terapevtsko sredstvo v fizioterapiji, saj ima v nekaterih boleznih in poškodbah protivnetne učinke, olajša kontrakcije in bolečine.

Zato se uporablja za zdravljenje artritisa, bolečin v hrbtu in kot zdravljenje po vadbi, če omenjam le nekaj aplikacij.

Obdelava, ki običajno traja od 15 do 30 minut, se običajno izvaja zahvaljujoč posebnim svetilkam, katerih žarnica je polna inertnega plina.

Toplotni vir je volframova ali ogljikova filament, ki je opremljen z reflektorjem, da se sevanje pravilno usmeri na prizadeto območje, pri čemer pazite, da kože ne kurite kože.

Infrardeča astronomija

Vesolje oddaja veliko količino infrardečega sevanja. To se uporablja za opazovanje meglic, vesoljskih regij, polnih vodika in helija, kjer se okoli njih oblikujejo zvezde in ustrezni subjekti.

Zelo hladne zvezde, na primer rdeči pritlikavi, ki so tudi najpogostejši v vesolju, se pravilno preučujejo z infrardečim sevanjem, pa tudi s galaksijami, ki se oddaljujejo od nas.

Vam lahko služi: Trenje: vrste, koeficient, izračun, vaje

Infrardeča spektroskopija

To je analitična tehnika, ki se uporablja na številnih področjih: astronomija, znanost o materialih, hrana in drugo.

Za določitev kemične sestave snovi uporabljam infrardeči spekter in je še posebej primeren za analizo organskih spojin.

Deluje takole: sevanje, ki doseže medij, se lahko delno odraža, ostalo. Pri analizi prenašanega sevanja in njegovih sprememb v zvezi z incidentnim sevanjem so znane lastnosti okolja.

Ko infrardeče sevanje absorbira molekula, katere temeljno stanje vibracij ima enako valovno dolžino kot vpadno infrardeče sevanje, se spremembe v takšni vibraciji povzročajo. Te spremembe se imenujejo resonanca.

Eksperiment se izvede z a Infrardeči spektrometer. Obstaja vzorec v interakciji z infrardečim sevanjem in zbirajo se informacije o prenašanju sevanja.

Spektrometer je vključil programsko opremo, potrebno za ustvarjanje spektra snovi, graf z značilnimi pasovi in ​​vrhovi, ki je kot prstni odtis.

Vsak vrh označuje določeno energijsko stanje molekul, njihova opazovalna sestava in lastnosti snovi pa se sklepajo.

Ekipe za nočno vizijo

Prvotno razviti kot vojaška ekipa, imajo senzorje, ki zajamejo vročino, ki jo izda snov, zlasti živih organizmov.

Primeri infrardečega sevanja

Primerjava običajne fotografije (spodaj) in infrardeče slike (spodaj). Plastična vrečka je prozorna za dolgo valovno infrardečo, vendar so moška očala neprozorna

Vse snovi v večji ali manjši meri oddaja infrardeče sevanje. Absolutna temperaturna nič je enaka skupnemu prenehanju gibov v atomu in njegovih sestavnih delcih. Vendar še ni bilo odkrito, čeprav je v posebnih laboratorijih nizkih temperatur precej blizu.

Vam lahko služi: valoviti pojavi

Na ta način kateri koli del vesolja oddaja infrardeče sevanje, na primer prej omenjene meglice.

Potem je tu bližje infrardeče sevanje:

Sonce in zemlja

-Toplotno sevanje prihaja od sonca, našega glavnega vira svetlobe in toplote.

-Sama dežela ima notranjo toploto zaradi dinamike različnih plasti, ki sestavljajo planet, zato je tudi infrardeča postaja.

-Nekateri atmosferski plini, kot sta ogljikov dioksid in metan, so med drugim dobra absorbenta infrardečega sevanja, ki nato seva v vse smeri, ogrevanje planeta. To je znanec Učinek tople grede.

Živa bitja

-Vroče brezkrcani ljudje in živali oddajajo toploto.

Tehnologija

-Dobro znane žarnice z žarilnico oddajajo veliko količino toplote. Pravzaprav se skoraj vsa električna energija spremeni v toplotno sevanje in v vidnem svetlobnem območju se zelo malo oddaja.

-Oddaljeni televizijski nadzor, igrače, vrata in druge naprave delujejo z infrardečo svetlobo.

Nadzor ima znotraj majhnega tiskanega vezja, ki vsebuje kodiran signal vsake funkcije. To se pošlje infrardeči oddajalci (rdeča LED). V napravi je še eno vezje, ki prejme ta signal in izvede zahtevano funkcijo.

-Motorji se med delom segrejejo, pa tudi električna in elektronska oprema, električni tok prek voznikov ustvarja toploto, pa tudi trenje med gibljivimi deli.

-Laser, ki se uporablja v medicinskih in industrijskih procesih, proizvaja infrardeče sevanje. V bralnikih CD -jev in v najbolj raznolikih senzorjih obstajajo trdni državni laserji.

Reference

1. Fontal, b. Elektromagnetni spekter in njegove aplikacije. Venezuelska šola za poučevanje kemije.
2. Giancoli, d.  2006. Fizika: načela z aplikacijami. 6. Ed Prentice Hall.
3. Mondragón, str. Infrardeča spektroskopija. Okreval od: ciatej.mx.
4. Sevanje in infrardeča svetloba. Okreval od: ptolemej.Ne.mx.
5. Serway, r., Jewett, J. (2008). Fizika za znanost in inženiring. Zvezek 2. 7. Ed. Cengage učenje.