Infrarøde strålingsbølger, applikasjoner, eksempler

De infrarød stråling O Infrarødt lys er en del av det elektromagnetiske spekteret og består av elektromagnetiske felt som er i stand til å spre seg i et vakuum og transportere energi.

Bølgelengdeområdet for infrarød stråling er mellom 1 × 10^-3 og 7 x 10^-7 m. Den øvre grensen er med det røde lyset fra det synlige spekteret, under det, derav navnet på infrarød.

Projektor med infrarød sensor. Kilde: Pixabay.

Levende vesener og gjenstander generelt avgir termisk stråling eller infrarøde bølger. Vi kan ikke se dem, men vi oppfatter dem som varme, siden nesten noe materiale, inkludert huden, lett absorberer dem.

Når et objekt absorberer infrarød stråling, øker den indre energien, siden atomer og molekyler vibrerer med større agitasjon. Dette oversettes til en temperaturøkning, så det skiller seg fra ioniserende stråling, som har nok energi til å ionisere molekyler.

Så effekten av infrarød stråling på levende vesener er i utgangspunktet termisk natur.

[TOC]

Infrarøde bølger

Elektromagnetisk spekter som viser det infrarøde området. André Oliva / Public Domain.

Infrarød stråling er delt inn i tre typer eller band*, ifølge bruken som er gitt dem:

-I nærheten av sinne eller infrarød, grenser med den synlige delen av spekteret: 780-1400 nm

-IRB eller middels infrarød, med mange applikasjoner: 1.4 - 3 μm

-IRC, intervallet som følger mikrobølgeovnen: 3 - 1000 um

Det må bemerkes at disse grensene ikke er strenge. Forskerne etablerte dem for å lette studiet av elektromagnetisk stråling, siden området for bølgelengder er ekstremt omfattende.

Infrarøde strålingsapplikasjoner

Bilde av to personer tatt med lang bølgelengde infrarødt lys. Kilde: Wikimedia Commons

Den store engelske astronomen William Herschel oppdaget infrarød stråling på begynnelsen av 1800 -tallet, og senere, rundt 1879, hadde enheter allerede blitt oppfunnet for å måle den termiske strålingen av solen: bolometre.

Kan tjene deg: arbeid: formel, enheter, eksempler, øvelser

Disse enhetene absorberer termisk stråling, som varmer et materiale, hvis signal blir omdannet til en lett målbar elektrisk strøm. Denne strømmen er proporsjonal med temperaturøkningen.

*1 nm eller nanometer tilsvarer 1 x 10 ^-9 M, mens 1 μm er 1 x 10 ^-6 m.

Men det er mye mer. Som vi har sagt, har infrarød stråling mange anvendelser innen ingeniørvitenskap, vitenskap og medisin, hvorav vi vil nevne noen:

Termometre

Infrarødt sensortermometer. Kilde: Pixabay.

Et infrarødt termometer har en sensor som fanger opp varmen som sendes ut naturlig av objektene.

For å måle kroppstemperaturen plasseres termometeret i nærheten. Lesing vises raskt på en digital skjerm.

Fysioterapi

Infrarød stråling er et terapeutisk middel i fysioterapi, siden det har anti -inflammatoriske effekter i visse plager og skader, lindrer det kontrakter og smerter.

Derfor brukes det til å behandle leddgikt, ryggsmerter og som behandling etter trening, for å nevne bare noen få applikasjoner.

Behandlingen, som vanligvis varer mellom 15 og 30 minutter, utføres vanligvis takket være spesielle lamper hvis pære er full av inert gass.

Den termiske kilden er en wolfram eller karbonfilament forsynt med en reflektor, for å rette strålingen ordentlig til det berørte området, og pass på å ikke brenne huden.

Infrarød astronomi

Universet avgir en stor mengde infrarød stråling. Dette brukes til å observere tåker, romregioner fulle av hydrogen og helium, der stjernene og de tilsvarende fagplatene dannes rundt dem, noe som til slutt vil gi opphav til planetariske systemer.

Veldig kalde stjerner, for eksempel røde dverger, som også er de mest tallrike i universet, er riktig studert med infrarød stråling, så vel som galaksene som beveger seg bort fra oss.

Kan tjene deg: Friksjon: Typer, koeffisient, beregning, øvelser

Infrarød spektroskopi

Det er en analytisk teknikk som brukes på mange felt: astronomi, materialvitenskap, mat og mer.

Jeg bruker det infrarøde spekteret for å bestemme den kjemiske sammensetningen av et stoff og er spesielt egnet for analyse av organiske forbindelser.

Det fungerer slik: Strålingen som når et medium kan gjenspeiles i del, og resten blir absorbert og deretter overført. Når du analyserer den overførte strålingen og dens endringer angående hendelsesstråling, er miljøegenskapene kjent.

Når infrarød stråling blir absorbert av et molekyl hvis grunnleggende vibrasjonstilstand har samme bølgelengde som hendelsesinfrarød stråling, er endringer i slik vibrasjon forårsaket. Disse endringene kalles resonans.

Eksperimentet utføres med en Infrarødt spektrometer. Der samhandler en prøve med infrarød stråling og den overførte strålingsinformasjonen blir samlet inn.

Spektrometeret inkorporerte programvaren som er nødvendig for å lage stoffspekteret, en graf med karakteristiske bånd og topper som er som et fingeravtrykk.

Hver topp indikerer en viss energitilstand av molekylene og deres observasjonssammensetning og egenskaper til stoffet blir trukket ut.

Lag for nattsyn

Opprinnelig utviklet som et militært team, har de sensorer som fanger opp varmen utstedt av materie, spesielt levende organismer.

Infrarøde stråleeksempler

Sammenligning av et normalt fotografi (nedenfor) og et infrarødt bilde (nedenfor). Plastposen er gjennomsiktig for langbølgen infrarød, men mannens briller er ugjennomsiktig

All materie avgir infrarød stråling i større eller mindre grad. Den absolutte temperaturen null tilsvarer den totale opphør av bevegelser i atomet og dets bestanddel partikler. Men det er ennå ikke oppdaget, selv om det i spesielle laboratorier med lave temperaturer har vært ganske nær.

Kan tjene deg: bølgende fenomener

På denne måten avgir en del av universet infrarød stråling, for eksempel den nevnte tåken.

Så er det nærmere infrarød stråling:

Solen og jorden

-Termisk stråling kommer fra solen, vår viktigste kilde til lys og varme.

-Landet i seg selv har indre varme, på grunn av dynamikken i de forskjellige lagene som utgjør planeten, er det derfor også en infrarød stasjon.

-Noen atmosfæriske gasser, som karbondioksid og metan, er blant andre gode absorberende av infrarød stråling, som deretter stråler i alle retninger, og varmer planeten. Det er bekjentskap drivhuseffekt.

Levende vesener

-Hot -blodige mennesker og dyr avgir varme.

Teknologi

-Velkjente glødende pærer gir fra seg en stor mengde varme. Faktisk blir nesten all elektrisk energi transformert til termisk stråling og blir veldig lite avgitt i det synlige lysområdet.

-Fjernkontroller, leker, dører og andre enheter, jobber med infrarødt lys.

Kontrollen har i en liten trykt krets som inneholder det kodede signalet til hver funksjon. Dette sendes til den infrarøde emitteren (den røde LED). I enheten er det en annen krets som mottar dette signalet og utfører den forespurte funksjonen.

-Motorene blir oppvarmet under driften, så vel som elektrisk og elektronisk utstyr, den elektriske strømmen gjennom sjåfører genererer varme, samt friksjonen mellom de bevegelige delene.

-Laseren, som brukes i medisinske og industrielle prosesser, produserer infrarød stråling. Det er solid state lasere i CD -lesere og i de mest varierte sensorene.

Referanser

1. Fontal, f. Det elektromagnetiske spekteret og dets anvendelser. Venezuelansk skole for undervisning i kjemi.
2. Giancoli, d.  2006. Fysikk: Prinsipper med applikasjoner. 6. Ed Prentice Hall.
3. Mondragón, p. Infrarød spektroskopi. Gjenopprettet fra: Ciatej.MX.
4. Stråling og infrarødt lys. Gjenopprettet fra: Ptolemaios.Unam.MX.
5. Serway, r., Jewett, J. (2008). Fysikk for vitenskap og ingeniørfag. Volum 2. 7. Ed. Cengage Learning.