Расширить и углубить знания по теме инфракрасные лучи. Узнать, где и в каких областях они применяются.

Инфракрасное излучение или инфракрасные лучи, это электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между красным концом видимого света (с длиной волны 0,74 мкм) и коротковолновым радиоизлучением (1- 2 мм). Человеческий глаз не в состоянии видеть в этой части спектра, но мы можем чувствовать тепло. Подразделяют три области инфракрасного излучения в зависимости от длины волны: ближняя (0,751,5 микрометров), средняя (1,5 – 5,6 мкм) и дальняя (5,6 100 мкм).

Инфракрасный диапазон электромагнитного спектра был обнаружен в 1800 г. английским астрономом В. Гершелем. Он исследовал оптический спектр, спроецированный на стол с помощью призмы. Чтобы узнать, как ведут себя отдельные участки оптического спектра, он подносил к ним чувствительный ртутный термометр. Разные участки спектра по-разному нагревали термометр. Нагрев термометра стал возрастать при перемещении термометра за красную границу оптического диапазона спектра. Ученый пришел к выводу, что существует излучение, не видимое глазом, но регистрируемое термометром. Это излучение он назвал инфракрасным или тепловым.

Изучая, до какого предела распространяется инфракрасный диапазон спектра, ученые обнаружили, что этот диапазон переходит непосредственно в диапазон радиоволн. Единство природы световых, инфракрасных и радиоволн было доказано работами Дж. Максвелла ( гг.), Г. Герца и П. Н. Лебедева (1896 г.)

Естественными источниками инфракрасного излучения являются: Солнце, Земля, звезды, планеты. Искусственным источником ИК- излучения является любое тело, температура которого выше температуры окружающей среды: костер, горящая свеча и т.д. Приёмники инфракрасного излучения основаны на преобразовании энергии И. и. в другие виды энергии, которые могут быть измерены обычными методами. Существуют тепловые и фотоэлектрические приёмники И. и. В первых поглощённое И. и. вызывает повышение температуры термочувствительного элемента приёмника, которое и регистрируется. В фотоэлектрических приёмниках поглощённое И. и. приводит к появлению или изменению электрического тока или напряжения. Фотоэлектрические приёмники, в отличие от тепловых, являются селективными приёмниками, т. е. чувствительными лишь в определённой области спектра.

Инфракрасная спектроскопия - занимается главным образом изучением молекулярных спектров, так как в ИК- области расположено большинство колебательных и вращательных спектров молекул. Изучение колебательно-вращательных и чисто вращательных спектров методами И. с. позволяет определять структуру молекул, их химический состав, моменты инерции молекул, величины сил, действующих между атомами в молекуле, и др. Вследствие однозначности связи между строением молекулы и её молекулярным спектром И. с. широко используется для качественного и количественного анализа смесей различных веществ

Благодаря различию коэффициентов рассеяния, отражения и пропускания тел в видимом и И. и. фотография, полученная в И. и., обладает рядом особенностей по сравнению с обычной фотографией. Например, на инфракрасных снимках часто видны детали, невидимые на обычной фотографии Эти особенности И. ф. широко используются в:

ботанике при изучении болезней растений

в медицине при диагностике кожных и сосудистых заболеваний

в криминалистике при обнаружении подделок А также используются в инфракрасной аэросъемке, в астрономии при фотографировании звёзд и туманностей, для получения фотографии в полной темноте

В промышленности И. и. применяется для сушки и нагрева материалов и изделий при их облучении. Инфракрасный нагрев - нагрев материалов электромагнитным излучением с длиной волны 1,34 мкм (инфракрасное излучение). И. н. основан на свойстве материалов поглощать определённую часть спектра этого излучения..

На основе фотокатодов, чувствительных к И. и. (для λ < 1,3 мкм), созданы специальные приборы электроннооптические преобразователи, в которых не видимое глазом инфракрасное изображение объекта на фотокатоде преобразуется в видимое. На этом принципе построены различные приборы ночного видения (бинокли, прицелы и др.), позволяющие при облучении наблюдаемых объектов И. и. от специальных источников вести наблюдение или прицеливание в полной темноте.электроннооптические преобразователи

Инфракрасное излучение является низкоэнергетическим и для глаза человека невидимо, поэтому для его изучения созданы специальные приборы - тепловизоры (термографы), позволяющие улавливать это излучение, измерять его и превращать его в видимую для глаза картину.

Тепловизоры применяют на предприятиях, где необходим контроль за тепловым состоянием объектов, и в организациях, занимающихся поиском неисправностей сетей различного назначения. Так, сканирование тепловизором может показать место отхода контактов в системах электропроводки. Тепловизоры используют в строительстве при оценке теплоизоляционных свойств конструкций. С их помощью можно определить области наибольших теплопотерь в строящемся доме и сделать вывод о качестве применяемых строительных материалов и утеплителей.