Содержание
- 2. Инфракра́сное излуче́ние — электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между красным концом видимого света (с длиной волны
- 3. Длинноволновую окраину этого диапазона иногда выделяют в отдельный диапазон электромагнитных волн — терагерцевое излучение (субмиллиметровое излучение).
- 4. История открытия и общая характеристика Эксперимент Гершеля Инфракрасное излучение было открыто в 1800 году английским астрономом
- 5. Диапазоны инфракрасного излучения Объекты обычно испускают инфракрасное излучение во всём спектре длин волн, но иногда только
- 7. ПРИМЕНЕНИЕ Прибор ночного видения Существует несколько способов визуализировать невидимое инфракрасное изображение: Современные полупроводниковые видеокамеры чувствительны в
- 8. Вид через прибор ночного видения на американского пулемётчика 25-й пехотной дивизии (на пулемёте M249 Para) —
- 9. Термография Инфракрасная термография, тепловое изображение или тепловое видео — это научный способ получения термограммы — изображения
- 10. Изображение девушки, полученное в инфракрасном диапазоне
- 11. Инфракрасное самонаведение Инфракрасная головка самонаведения — головка самонаведения, работающая на принципе улавливания волн инфракрасного диапазона, излучаемых
- 12. Инфракрасный обогреватель Инфракрасное излучение повсеместно применяют для обогрева помещений и уличных пространств. Инфракрасный обогреватель — отопительный
- 13. При покраске Инфракрасные излучатели применяют в промышленности для сушки лакокрасочных поверхностей. Инфракрасный метод сушки имеет существенные
- 14. Туманность Киля в инфракрасном свете
- 15. Передача данных Основная статья: Инфракрасный канал Распространение инфракрасных светодиодов, лазеров и фотодиодов позволило создать беспроводной оптический
- 16. Медицина Наиболее широко инфракрасное излучение в медицине находит в различных датчиках потока крови (PPG). Широко распространенные
- 17. Стерилизация пищевых продуктов С помощью инфракрасного излучения стерилизируют пищевые продукты с целью дезинфекции. Пищевая промышленность Особенностью
- 18. Опасность для здоровья Очень сильное инфракрасное излучение в местах высокого нагрева может высушивать слизистую оболочку глаз.
- 20. Скачать презентацию
Инфракра́сное излуче́ние — электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между красным концом видимого света (с длиной волны λ =
Оптические свойства веществ в инфракрасном излучении значительно отличаются от их свойств в видимом излучении. Например, слой воды в несколько сантиметров непрозрачен для инфракрасного излучения с λ = 1 мкм. Инфракрасное излучение составляет большую часть излучения ламп накаливания, газоразрядных ламп, около 50 % излучения Солнца; инфракрасное излучение испускают некоторые лазеры. Для его регистрации пользуются тепловыми и фотоэлектрическими приёмниками, а также специальными фотоматериалами.
Изображение собаки, полученное в инфракрасном излучении
Весь диапазон инфракрасного излучения условно делят на три области:
ближняя: λ = 0,74—2,5 мкм;
средняя: λ = 2,5—50 мкм;
далёкая: λ = 50—2000 мкм.
Длинноволновую окраину этого диапазона иногда выделяют в отдельный диапазон электромагнитных волн — терагерцевое
Длинноволновую окраину этого диапазона иногда выделяют в отдельный диапазон электромагнитных волн — терагерцевое
Инфракрасное излучение также называют «тепловым излучением», так как инфракрасное излучение от нагретых предметов воспринимается кожей человека как ощущение тепла. При этом длины волн, излучаемые телом, зависят от температуры нагревания: чем выше температура, тем короче длина волны и выше интенсивность излучения. Спектр излучения абсолютно чёрного тела при относительно невысоких (до нескольких тысяч Кельвинов) температурах лежит в основном именно в этом диапазоне. Инфракрасное излучение испускают возбуждённые атомы или ионы.
Тераге́рцевое (или терагерцо́вое, также ТГц) излучение — вид электромагнитного излучения, спектр частот которого расположен между инфракрасным и сверхвысокочастотным диапазонами. Границы между этими видами излучения в разных источниках определяются по-разному. Максимальный допустимый диапазон ТГц частот 3·1011—3·1012 Гц, диапазон длин волн 1—0,1 мм соответственно. Такие волны ещё называются субмиллиметровыми.
ТГц излучение — не ионизирующее, легко проходит сквозь большинство диэлектриков, но сильно поглощается проводящими материалами и некоторыми диэлектриками. Например, дерево, пластик, керамика для него прозрачны, а металл и вода — нет.
Наука и техника ТГц (субмм) волн начала активно развиваться с 60—70-х годов XX века, когда стали доступны первые источники и приёмники такого излучения. С начала XXI столетия это бурно развивающееся направление имеющее большие перспективы в различных отраслях.
История открытия и общая характеристика
Эксперимент Гершеля
Инфракрасное излучение было открыто в 1800 году английским
История открытия и общая характеристика
Эксперимент Гершеля
Инфракрасное излучение было открыто в 1800 году английским
Раньше лабораторными источниками инфракрасного излучения служили исключительно раскалённые тела либо электрические разряды в газах. Сейчас на основе твердотельных и молекулярных газовых лазеров созданы современные источники инфракрасного излучения с регулируемой или фиксированной частотой. Для регистрации излучения в ближней инфракрасной-области (до ~1,3 мкм) используются специальные фотопластинки. Более широким диапазоном чувствительности (примерно до 25 мкм) обладают фотоэлектрические детекторы и фоторезисторы. Излучение в дальней ИК-области регистрируется болометрами — детекторами, чувствительными к нагреву инфракрасным излучением.
ИК-аппаратура находит широкое применение как в военной технике (например, для наведения ракет), так и в гражданской (например, в волоконно-оптических системах связи). В качестве оптических элементов в ИК-спектрометрах используются либо линзы и призмы, либо дифракционные решётки и зеркала. Чтобы исключить поглощение излучения в воздухе, спектрометры для дальней ИК-области изготавливаются в вакуумном варианте.
Поскольку инфракрасные спектры связаны с вращательными и колебательными движениями в молекуле, а также с электронными переходами в атомах и молекулах, ИК-спектроскопия позволяет получать важные сведения о строении атомов и молекул, а также о зонной структуре кристаллов
Диапазоны инфракрасного излучения
Объекты обычно испускают инфракрасное излучение во всём спектре длин
Диапазоны инфракрасного излучения
Объекты обычно испускают инфракрасное излучение во всём спектре длин
Обычная схема деления (см следующий слайд)
ПРИМЕНЕНИЕ
Прибор ночного видения
Существует несколько способов визуализировать невидимое инфракрасное изображение:
Современные полупроводниковые видеокамеры
ПРИМЕНЕНИЕ
Прибор ночного видения
Существует несколько способов визуализировать невидимое инфракрасное изображение:
Современные полупроводниковые видеокамеры
Электронно-оптический преобразователь — вакуумный фотоэлектронный прибор, усиливающий свет видимого спектра и ближнего ИК. Имеет высокую чувствительность и способен давать изображение при очень низкой освещенности. Являются исторически первыми приборами ночного видения, широко используются и в настоящее время в дешевых ПНВ. Поскольку работают только в ближнем ИК, то, как и полупроводниковые видеокамеры, требуют наличия освещения.
Болометр — тепловой сенсор. Болометры для систем технического зрения и приборов ночного видения чувствительны в диапазоне длин волн 3—14 мкм (средний ИК), что соответствует излучению тел, нагретых от 500 до −50 градусов Цельсия. Таким образом, болометрические приборы не требуют внешнего освещения, регистрируя излучение самих предметов и создавая картинку разности температур.
Вид через прибор ночного видения на американского пулемётчика 25-й пехотной дивизии (на пулемёте M249
Вид через прибор ночного видения на американского пулемётчика 25-й пехотной дивизии (на пулемёте M249
ПНВ Советского производства ПН-1А.
Термография
Инфракрасная термография, тепловое изображение или тепловое видео — это научный способ получения
Термография
Инфракрасная термография, тепловое изображение или тепловое видео — это научный способ получения
Изображение девушки, полученное в инфракрасном диапазоне
Изображение девушки, полученное в инфракрасном диапазоне
Инфракрасное самонаведение
Инфракрасная головка самонаведения — головка самонаведения, работающая на принципе улавливания волн инфракрасного
Инфракрасное самонаведение
Инфракрасная головка самонаведения — головка самонаведения, работающая на принципе улавливания волн инфракрасного
Инфракрасный обогреватель
Инфракрасное излучение повсеместно применяют для обогрева помещений и уличных пространств. Инфракрасный
Инфракрасный обогреватель
Инфракрасное излучение повсеместно применяют для обогрева помещений и уличных пространств. Инфракрасный
Инфракрасный обогреватель в быту иногда неточно называется рефлектором. Лучистая энергия поглощается окружающими поверхностями, превращаясь в тепловую энергию, нагревает их, которые в свою очередь отдают тепло воздуху. Это дает существенный экономический эффект по сравнению с конвекционным обогревом, где тепло существенно расходуется на обогрев неиспользуемого подпотолочного пространства. Кроме того, при помощи ИК обогревателей появляется возможность местного обогрева только тех площадей в помещении, в которых это необходимо без обогрева всего объёма помещения; тепловой эффект от инфракрасных обогревателей ощущается сразу после включения, что позволяет избежать предварительного нагрева помещения. Эти факторы снижают затраты энергии.
При покраске
Инфракрасные излучатели применяют в промышленности для сушки лакокрасочных поверхностей. Инфракрасный
При покраске
Инфракрасные излучатели применяют в промышленности для сушки лакокрасочных поверхностей. Инфракрасный
Инфракрасная астрономия
Раздел астрономии и астрофизики, исследующий космические объекты, видимые в инфракрасном излучении. При этом под инфракрасным излучением подразумевают электромагнитные волны с длиной волны от 0,74 до 2000 мкм. Инфракрасное излучение находится в диапазоне между видимым излучением, длина волны которого колеблется от 380 до 750 нанометров, и субмиллиметровым излучением.
Инфракрасная астрономия начала развиваться в 1830-е годы, спустя несколько десятилетий после открытия инфракрасного излучения Уильямом Гершелем. Первоначально прогресс был незначительным и до начала 20 века отсутствовали открытия астрономических объектов в инфракрасном диапазоне помимо Солнца и Луны, однако после ряда открытий, сделанных в радиоастрономии в 1950-х и 1960-х годах, астрономы осознали наличие большого объёма информации, находящегося вне видимого диапазона волн. С тех пор была сформирована современная инфракрасная астрономия.
Туманность Киля в инфракрасном свете
Туманность Киля в инфракрасном свете
Передача данных
Основная статья: Инфракрасный канал
Распространение инфракрасных светодиодов, лазеров и фотодиодов позволило создать
Передача данных
Основная статья: Инфракрасный канал
Распространение инфракрасных светодиодов, лазеров и фотодиодов позволило создать
Тепловое излучение применяется также для приема сигналов оповещения
Дистанционное управление
Инфракрасные диоды и фотодиоды повсеместно применяются в пультах дистанционного управления, системах автоматики, охранных системах, некоторых мобильных телефонах (инфракрасный порт) и т. п. Инфракрасные лучи не отвлекают внимание человека в силу своей невидимости.
Интересно, что инфракрасное излучение бытового пульта дистанционного управления легко фиксируется с помощью цифрового фотоаппарата.
Медицина
Наиболее широко инфракрасное излучение в медицине находит в различных датчиках потока
Медицина
Наиболее широко инфракрасное излучение в медицине находит в различных датчиках потока
Широко распространенные измерители частоты пульса (ЧСС, HR — Heart Rate) и насыщения крови кислородом (SpO2) используют светодиоды зелёного (для пульса) и красного и инфракрасного (для SpO2) излучений.
Излучение инфракрасного лазера используется в методике DLS (Digital Light Scattering) для определения частоты пульса и характеристик потока крови
Инфракрасные лучи применяются в физиотерапии.
Влияние длинноволнового инфракрасного излучения:
Стимуляция и улучшение кровообращения. При воздействии длинноволнового инфракрасного излучения на кожный покров происходит раздражение рецепторов кожи и, вследствие реакции гипоталамуса, расслабляются гладкие мышцы кровеносных сосудов, в результате сосуды расширяются.
Улучшение процессов метаболизма. При тепловом воздействии инфракрасного излучения стимулируется активность на клеточном уровне, улучшаются процессы нейрорегуляции и метаболизма.
Стерилизация пищевых продуктов
С помощью инфракрасного излучения стерилизируют пищевые продукты с целью дезинфекции.
Пищевая промышленность
Особенностью
Стерилизация пищевых продуктов
С помощью инфракрасного излучения стерилизируют пищевые продукты с целью дезинфекции.
Пищевая промышленность
Особенностью
Недостатком же является существенно большая неравномерность нагрева, что в ряде технологических процессов совершенно неприемлемо.
Проверка денег на подлинность
Инфракрасный излучатель применяется в приборах для проверки денег. Нанесённые на купюру как один из защитных элементов, специальные метамерные краски возможно увидеть исключительно в инфракрасном диапазоне. Инфракрасные детекторы валют являются самыми безошибочными приборами для проверки денег на подлинность[источник не указан 2558 дней]. Нанесение на купюру инфракрасных меток, в отличие от ультрафиолетовых, фальшивомонетчикам обходится дорого и соответственно экономически невыгодно. Потому детекторы банкнот со встроенным ИК излучателем, на сегодняшний день, являются самой надёжной защитой от подделок.
Опасность для здоровья
Очень сильное инфракрасное излучение в местах высокого нагрева может
Опасность для здоровья
Очень сильное инфракрасное излучение в местах высокого нагрева может
Инфракрасное излучение с длиной волны 1.35 мкм, 2.2 мкм при достаточной пиковой мощности в лазерном импульсе может вызывать эффективное разрушение молекул ДНК, более сильное, чем излучение в ближнем ИК-диапазоне.