Fale promieniowania w podczerwieni, aplikacje, przykłady

promieniowanie podczerwone o Światło w podczerwieni jest częścią widma elektromagnetycznego i składa się z pól elektromagnetycznych zdolnych do rozprzestrzeniania się w próżniowej i transportu energii.

Zakres długości fali promieniowania w podczerwieni wynosi od 1 × 10^-3 i 7 x 10^-7 M. Górna granica jest z czerwonym światłem widma widzialnego, stąd nazwa podczerwień.

Projektor z czujnikiem podczerwieni. Źródło: Pixabay.

Żywe istoty i obiekty ogólnie emitują promieniowanie cieplne lub fale w podczerwieni. Nie widzimy ich, ale postrzegamy je jako ciepło, ponieważ prawie każdy materiał, w tym skóra, łatwo je wchłaniać.

Gdy obiekt pochłania promieniowanie w podczerwieni, jego energia wewnętrzna wzrasta, ponieważ atomy i cząsteczki wibrują z większym agitacją. Przekłada się to na wzrost temperatury, więc różni się od promieniowania jonizującego, które ma wystarczającą energię, aby jonizować cząsteczki.

Tak więc wpływ promieniowania w podczerwieni na żywe istoty to zasadniczo charakter termiczny.

[TOC]

Fale podczerwieni

Widmo elektromagnetyczne pokazujące zakres podczerwieni. André Oliva / Public Domena.

Promieniowanie w podczerwieni jest podzielone na trzy typy lub pasma*, zgodnie z podanym im zastosowaniem:

-Pobliski gniew lub podczerwień, limity z widoczną częścią spektrum: 780-1400 nm

-IRB lub średnia podczerwienia, z licznymi aplikacjami: 1.4 - 3 μm

-IRC, interwał następujący po kuchence mikrofalowej: 3-1000 μm

Należy zauważyć, że granice te nie są ścisłe. Naukowcy ustalili ich, aby ułatwić badanie promieniowania elektromagnetycznego, ponieważ zakres długości fali jest niezwykle obszerny.

Zastosowania radioteralne w podczerwieni

Obraz dwóch osób wykonanych światłem podczerwieni długiej fali. Źródło: Wikimedia Commons

Wielki angielski astronom William Herschel odkrył promieniowanie podczerwieni na początku XIX wieku, a później, około 1879 r., Urządzenia zostały już wymyślone, aby zmierzyć promieniowanie termiczne Słońca:.

Może ci służyć: praca: formuła, jednostki, przykłady, ćwiczenia

Urządzenia te pochłaniają promieniowanie cieplne, które ogrzewa materiał, którego sygnał jest przekształcany w łatwo mielny prąd elektryczny. Ten prąd jest proporcjonalny do wzrostu temperatury.

*1 nm lub nanometr wynosi 1 x 10 ^-9 M, podczas gdy 1 μm to 1 x 10 ^-6 M.

Ale jest o wiele więcej. Jak powiedzieliśmy, promieniowanie na podczerwień ma wiele zastosowań w zakresie inżynierii, nauki i medycyny, których wymienimy niektóre:

Termometry

Termometr czujnika podczerwieni. Źródło: Pixabay.

Termometr w podczerwieni ma czujnik, który przechwytuje ciepło emitowane naturalnie przez obiekty.

Aby zmierzyć temperaturę ciała, termometr jest umieszczany w pobliżu ucha, w ten sposób ciepło, które emanuje, osiąga czujnik termometru, gdzie staje się następnie sygnałem elektrycznym proporcjonalnym do wykrytego energii termicznej. Czytanie pojawia się szybko na ekranie cyfrowym.

Fizjoterapia

Promieniowanie podczerwieni jest środkiem terapeutycznym w fizjoterapii, ponieważ ma działanie przeciwzapalne w niektórych dolegliwościach i urazach, łagodzi przykurcze i ból.

Dlatego jest stosowany w leczeniu zapalenia stawów, bólu pleców i jako leczenia po wysiłku, aby wymienić tylko kilka zastosowań.

Leczenie, które zwykle trwa od 15 do 30 minut, jest zwykle przeprowadzane dzięki specjalnym lampom, których żarówka jest pełna gazu obojętnego.

Źródłem termicznym jest wolfram lub włókno węglowe dostarczone z odbłyśnikiem, aby właściwie skierować promieniowanie do dotkniętego obszaru, uważając, aby nie spalić skóry.

Astronomia w podczerwieni

Wszechświat emituje dużą ilość promieniowania w podczerwieni. Służy to do obserwowania mgławicy, obszarów przestrzennych pełnych wodoru i helu, w których wokół nich powstają gwiazdy i odpowiednie dyski podmiotowe, co ostatecznie spowoduje powstanie systemów planetarnych.

Bardzo zimne gwiazdy, na przykład czerwone krasnoludy, które są również najbardziej obfite we wszechświecie, są odpowiednio badane za pomocą promieniowania w podczerwieni, a także galaktyk, które od nas odchodziły od nas.

Może ci służyć: tarcie: typy, współczynnik, obliczenia, ćwiczenia

Spektroskopia w podczerwieni

Jest to technika analityczna stosowana w wielu dziedzinach: astronomia, nauk materiałowych, jedzenie i więcej.

Używam widma podczerwieni do określenia składu chemicznego substancji i jest szczególnie odpowiednie do analizy związków organicznych.

Działa tak: promieniowanie, które dociera do pożywki, może być odbijane w części, a reszta jest wchłonięta, a następnie przenoszona. Podczas analizy przesyłanego promieniowania i jego zmian w zakresie promieniowania incydentu znane są właściwości środowiska.

Gdy promieniowanie w podczerwieni jest wchłaniane przez cząsteczkę, której podstawowy stan wibracji ma taką samą długość fali jak incydent na podczerwień, spowodowane są zmiany takich wibracji. Zmiany te są nazywane rezonans.

Eksperyment odbywa się z Spektrometr w podczerwieni. Istnieje próbka oddziałuje z promieniowaniem w podczerwieni i pobierane są przesyłane informacje o promieniowaniu.

Spektrometr włączył oprogramowanie niezbędne do utworzenia widma substancji, wykresu o charakterystycznych pasmach i szczytach, który jest jak odcisk palca.

Każdy pik wskazuje na pewien stan energetyczny cząsteczek i wydedukowane są skład obserwacji i właściwości substancji.

Zespoły dla noktowizyjnej

Pierwotnie opracowany jako zespół wojskowy, mają czujniki, które wychwytują upał wydany przez materię, w szczególności organizmy żywych.

Przykłady promieniowania w podczerwieni

Porównanie normalnego zdjęcia (poniżej) i obrazu podczerwieni (poniżej). Plastikowa torba jest przezroczysta dla długiej fali w podczerwieni, ale szklanki człowieka są nieprzezroczyste

Cała materia emituje promieniowanie w podczerwieni w większym lub mniejszym stopniu. Temperatura bezwzględna zero równa się całkowitemu zaprzestaniu ruchów w atomie i jego cząstkach składowych. Ale nie został jeszcze wykryty, chociaż w specjalnych laboratoriach o niskich temperaturach był dość blisko.

Może ci służyć: pofalowane zjawiska

W ten sposób każda część wszechświata emituje promieniowanie podczerwieni, na przykład wspomniane mgławice.

Następnie jest bliżej promieniowania podczerwieni:

Słońce i Ziemia

-Promieniowanie cieplne pochodzi od słońca, naszego głównego źródła światła i ciepła.

-Sama ziemia ma wewnętrzne ciepło, ze względu.

-Niektóre gazy atmosferyczne, takie jak dwutlenek węgla i metan, między innymi, są dobrym chłonnością promieniowania w podczerwieni, które następnie promieniuje we wszystkich kierunkach, ogrzewając planetę. To jest znajomy efekt cieplarniany.

Istoty żywe

-Gorące ludzi i zwierzęta emitują ciepło.

Technologia

-Dobrze znane żarówki wydzielają dużą ilość ciepła. W rzeczywistości prawie cała energia elektryczna jest przekształcana w promieniowanie cieplne i bardzo niewiele jest emitowane w zakresie światła widzialnego.

-Zdalne sterowanie telewizyjnymi, zabawkami, drzwiami i innymi urządzeniami, praca z światłem podczerwieni.

Kontrola ma wewnątrz małego drukowanego obwodu zawierającego zakodowany sygnał każdej funkcji. Jest to wysyłane do emitera podczerwieni (czerwona dioda LED). W urządzeniu znajduje się inny obwód, który odbiera ten sygnał i wykonuje żądaną funkcję.

-Silniki są podgrzewane podczas ich działania, a także urządzenia elektryczne i elektroniczne, prąd elektryczny przez sterowniki wytwarza ciepło, a także tarcie między ruchomymi częściami.

-Laser, który jest stosowany w procesach medycznych i przemysłowych, produkuje promieniowanie w podczerwieni. Istnieją lasery stałe w czytnikach CD i najbardziej różnorodnych czujnikach.

Bibliografia

1. Fontal, ur. Spektrum elektromagnetyczne i jego zastosowania. Wenezuelska szkoła nauczania chemii.
2. Giancoli, zm.  2006. Fizyka: zasady z aplikacjami. 6th. Ed Prentice Hall.
3. Mondragón, s. 1. Spektroskopia w podczerwieni. Odzyskane z: CiateJ.MX.
4. Promieniowanie i światło podczerwieni. Odzyskane z: Ptolemeusza.Unam.MX.
5. Serway, r., Jewett, J. (2008). Fizyka nauk i inżynierii. Głośność 2. 7th. Wyd. Cengage Learning.