Презентация - Инфракрасное излучение

Инфракрасное излучение
Фотография, сделанная с использованием инфракрасных волн

Определение
Определение. Инфракрасные лучи - это электромагнитное излучение подчиняющееся законам оптики и имеет ту же природу, что и видимый свет.
Точнее, это излучение, занимающее спектральную область между красным концом видимого света (с длиной волны l = 0,74 мкм) и коротковолновым радиоизлучением (l ~ 1—2 мм). Инфракрасную область спектра обычно условно разделяют на ближнюю (l от 0,74 до 2,5 мкм), среднюю (2,5—50 мкм) и далёкую (50—2000 мкм).

История открытия
Инфракрасное излучение было открыто в 1800 английским учёным В. Гершелем, который обнаружил, что в полученном с помощью призмы спектре Солнца за границей красного света (т. е. в невидимой части спектра) температура термометра повышается. В 19 в. было доказано, что инфракрасное излучение подчиняется законам оптики и, следовательно, имеет ту же природу, что и видимый свет.
В 1923 советский физик А. А. Глаголева-Аркадьева получила радиоволны с l ~ 80 мкм, т. е. соответствующие инфракрасному диапазону длин волн. Таким образом, экспериментально было доказано, что существует непрерывный переход от видимого излучения к инфракрасному излучению и радиоволновому и, следовательно, все они имеют электромагнитную природу.

Источники инфракрасного излучения
Мощным источником инфракрасного излучения является Солнце, около 50% излучения которого лежит в этой области. Значительная доля (от 70 до 80%) энергии излучения ламп накаливания с вольфрамовой нитью приходится на инфракрасное излучение.
При фотографировании в темноте и в некоторых приборах ночного наблюдения лампы для подсветки снабжаются инфракрасным светофильтром, который пропускает только инфракрасное излучение. Также мощным источником является угольная электрическая дуга с температурой ~ 3900 К, а также различные газоразрядные лампы (импульсные и непрерывного горения).
Солнце – основной источник инфракрасного излучения

Оптические свойства веществ в инфракрасной области спектра
Многие вещества, прозрачные в видимой области, оказываются непрозрачными в некоторых областях инфракрасного излучения и наоборот. Например, слой воды толщиной в несколько см непрозрачен для него с l > 1 мкм (поэтому вода часто используется как теплозащитный фильтр), пластинки германия и кремния, непрозрачные в видимой области, прозрачны в инфракрасной (германий для l > 1,8 мкм, кремний для l > 1,0 мкм). Чёрная бумага прозрачна в далёкой инфракрасной области. Ряд веществ даже в толстых слоях (несколько см) прозрачен в достаточно больших участках инфракрасного спектра. Из таких веществ изготовляются различные оптические детали (призмы, линзы, окна и пр.) инфракрасных приборов. Например, стекло прозрачно до 2,7 мкм, кварц — до 4,0 мкм и от 100 мкм до 1000 мкм, каменная соль — до 15 мкм, йодистый цезий — до 55 мкм. Полиэтилен, парафин, тефлон, алмаз прозрачны для l > 100 мкм.
Черная бумага прозрачна в инфракрасной области

Воздействие инфракрасных волн на человека
Инфракрасные волны - это обычное тепло, которое излучает любой объект, чья температура превышает -273оС, в том числе и тело человека. Инфракрасное излучение, с точки зрения физиологического воздействия на организм человека, имеет две очень важные характеристики - длину волны излучения (иногда ее заменяют частотой) и интенсивность.
Основным достоинством тепловых волн (в отличие от ультрафиолетовых) является их полная безвредность для организма человека во всем диапазоне - от видимого света (0.76 мкм) до дальнего (длинноволнового) инфракрасного излучения (1000 мкм). Но в этом огромном диапазоне есть одна узкая область, лежащая в длинноволновой части ИК-спектра, от 7 до 14 микрон, оказывающая на организм человека по-настоящему целительное воздействие. Эта часть инфракрасного излучения примерно соответствует тепловому излучению человеческого тела, длина волны которого равна 9.2-9.3 мкм, поэтому наш организм воспринимает его как «свой». Иногда этот диапазон называют «Лучи жизни», тепло этой частоты воздействует на клеточном уровне, вызывая сильный терапевтический эффект.
Лечебная ИК лампа

Инфракрасные волны в промышленности и науке
Сегодня инфракрасные волны представляют одну из перспективнейших областей. Приборы, использующие ИК-волны, встречаются везде – от научной лаборатории до квартиры. Это сенсорные экраны и телевизионные пульты, разнообразные устройства с поддержкой интерфейса IrDA.
Среди областей науки, использующих ИК-волны, особенно следует выделить hightech и здравоохранение.
Интерфейс IrDA
Соединение сотового телефона и КПК при помощи интерфейса IrDA