Kızılötesi radyasyonun kaynağı nedir? Darbeli kızılötesi LED radyasyonu

Kızılötesi radyasyon- görünür ışığın kırmızı ucu (dalga boyu λ = 0,74 μm) ile mikrodalga radyasyonu (λ ~ 1-2 mm) arasındaki spektral bölgeyi işgal eden elektromanyetik radyasyon.

Kızılötesi radyasyondaki maddelerin optik özellikleri, görünür radyasyondaki özelliklerinden önemli ölçüde farklıdır. Örneğin, birkaç santimetrelik bir su tabakası, λ = 1 μm ile kızılötesi radyasyona karşı opaktır. Kızılötesi radyasyon, akkor lambalardan, gaz deşarjlı lambalardan gelen radyasyonun çoğunu ve Güneş'ten gelen radyasyonun yaklaşık %50'sini oluşturur; Bazı lazerler kızılötesi radyasyon yayar. Bunu kaydetmek için termal ve fotoelektrik alıcıların yanı sıra özel fotoğraf malzemeleri kullanıyorlar.

Artık tüm kızılötesi radyasyon aralığı üç bileşene ayrılmıştır:

• kısa dalga bölgesi: λ = 0,74-2,5 µm;
• orta dalga bölgesi: λ = 2,5-50 µm;
• uzun dalga bölgesi: λ = 50-2000 µm;

Son zamanlarda, bu aralığın uzun dalga kenarı ayrı, bağımsız bir elektromanyetik dalga aralığına ayrılmıştır. terahertz radyasyonu(milimetre altı radyasyon).

Kızılötesi radyasyona "termal" radyasyon da denir, çünkü ısıtılan nesnelerden gelen kızılötesi radyasyon insan cildi tarafından bir ısı hissi olarak algılanır. Bu durumda, vücut tarafından yayılan dalga boyları ısıtma sıcaklığına bağlıdır: sıcaklık ne kadar yüksek olursa, dalga boyu o kadar kısa ve radyasyon yoğunluğu da o kadar yüksek olur. Nispeten düşük (birkaç bin Kelvin'e kadar) sıcaklıklarda tamamen siyah bir cismin radyasyon spektrumu esas olarak bu aralıkta yer alır. Kızılötesi radyasyon uyarılmış atomlar veya iyonlar tarafından yayılır.

Keşif geçmişi ve genel özellikler

Kızılötesi radyasyon 1800 yılında İngiliz gökbilimci W. Herschel tarafından keşfedildi. Herschel, Güneş'i incelerken gözlemlerin yapıldığı aletin ısınmasını azaltmanın bir yolunu arıyordu. Görünür spektrumun farklı bölümlerinin etkilerini belirlemek için termometreler kullanan Herschel, "maksimum ısının" doymuş kırmızı rengin arkasında ve muhtemelen "görünür kırılmanın ötesinde" olduğunu keşfetti. Bu çalışma kızılötesi radyasyon çalışmasının başlangıcı oldu.

Daha önce, kızılötesi radyasyonun laboratuvar kaynakları yalnızca sıcak cisimler veya gazlardaki elektrik deşarjlarıydı. Günümüzde katı hal ve moleküler gaz lazerlerine dayalı olarak ayarlanabilir veya sabit frekanslı modern kızılötesi radyasyon kaynakları oluşturulmuştur. Yakın kızılötesi bölgedeki radyasyonu (~1,3 μm'ye kadar) kaydetmek için özel fotoğraf plakaları kullanılır. Fotoelektrik dedektörler ve fotodirençler daha geniş bir hassasiyet aralığına sahiptir (yaklaşık 25 mikrona kadar). Uzak kızılötesi bölgedeki radyasyon, kızılötesi radyasyonla ısınmaya duyarlı dedektörler olan bolometreler tarafından kaydedilir.

IR ekipmanı hem askeri teknolojide (örneğin füze rehberliği için) hem de sivil teknolojide (örneğin fiber optik iletişim sistemlerinde) yaygın olarak kullanılmaktadır. IR spektrometreleri optik elemanlar olarak mercekleri ve prizmaları veya kırınım ızgaralarını ve aynaları kullanır. Radyasyonun havadaki emilimini ortadan kaldırmak için uzak IR bölgesine yönelik spektrometreler vakum versiyonunda üretilmektedir.

Kızılötesi spektrumlar, moleküldeki dönme ve titreşim hareketlerinin yanı sıra atom ve moleküllerdeki elektronik geçişlerle ilişkili olduğundan, IR spektroskopisi kristallerin bant yapısının yanı sıra atom ve moleküllerin yapısı hakkında önemli bilgilerin elde edilmesini sağlar.

Başvuru

İlaç

Kızılötesi ışınlar fizyoterapide kullanılır.

Uzaktan kumanda

Kızılötesi diyotlar ve fotodiyotlar, uzaktan kumandalarda, otomasyon sistemlerinde, güvenlik sistemlerinde, bazı cep telefonlarında (kızılötesi bağlantı noktası) vb. yaygın olarak kullanılmaktadır. Kızılötesi ışınlar, görünmez olmaları nedeniyle insanın dikkatini dağıtmaz.

İlginç bir şekilde, evdeki uzaktan kumandadan gelen kızılötesi radyasyon, dijital kamera kullanılarak kolayca kaydediliyor.

Resim yaparken

Kızılötesi yayıcılar endüstride boya yüzeylerini kurutmak için kullanılır. Kızılötesi kurutma yönteminin geleneksel konveksiyon yöntemine göre önemli avantajları vardır. Her şeyden önce bu elbette ekonomik bir etkidir. Kızılötesi kurutma sırasında tüketilen hız ve enerji, geleneksel yöntemlerle aynı göstergelerden daha azdır.

Gıda Sterilizasyonu

Kızılötesi radyasyon, gıda ürünlerini dezenfeksiyon amacıyla sterilize etmek için kullanılır.

Korozyon önleyici madde

Vernik kaplı yüzeylerin korozyonunu önlemek için kızılötesi ışınlar kullanılır.

Gıda endüstrisi

Gıda endüstrisinde IR radyasyonunun kullanılmasının özel bir özelliği, bir elektromanyetik dalganın tahıl, tahıl, un vb. gibi kılcal gözenekli ürünlere 7 mm'ye kadar derinliğe kadar nüfuz etme olasılığıdır. Bu değer yüzeyin doğasına, yapısına, malzeme özelliklerine ve radyasyonun frekans özelliklerine bağlıdır. Belirli bir frekans aralığındaki bir elektromanyetik dalga, ürün üzerinde yalnızca termal değil aynı zamanda biyolojik bir etkiye de sahiptir ve biyolojik polimerlerdeki (nişasta, protein, lipitler) biyokimyasal dönüşümlerin hızlanmasına yardımcı olur. Konveyör kurutma konveyörleri tahıl ambarlarında ve un öğütme endüstrisinde tahıl depolarken başarıyla kullanılabilir.

Ayrıca kızılötesi radyasyon, iç ve dış mekanların ısıtılmasında yaygın olarak kullanılmaktadır. Kızılötesi ısıtıcılar, odalarda (evler, daireler, ofisler vb.) Ek veya ana ısıtmanın yanı sıra dış mekanın (açık hava kafeleri, çardaklar, verandalar) yerel olarak ısıtılması için kullanılır.

Dezavantajı, bir dizi teknolojik işlemde tamamen kabul edilemez olan, ısıtmanın önemli ölçüde daha fazla eşitsizliğidir.

Paranın orijinal olup olmadığı kontrol ediliyor

Parayı kontrol etmek için kullanılan cihazlarda kızılötesi yayıcı kullanılır. Güvenlik unsurlarından biri olarak banknota uygulanan özel metamerik mürekkepler, yalnızca kızılötesi aralıkta görülebiliyor. Kızılötesi para dedektörleri, paranın gerçekliğini kontrol etmek için en hatasız cihazlardır. Bir banknota kızılötesi işaretlerin uygulanması, ultraviyole işaretlerin aksine, sahteciler için pahalıdır ve bu nedenle ekonomik açıdan karlı değildir. Bu nedenle, yerleşik IR yayıcıya sahip banknot dedektörleri, günümüzde sahteciliğe karşı en güvenilir korumadır.

Sağlık tehlikesi

Sıcak bölgelerdeki güçlü kızılötesi radyasyon göz tehlikesine neden olabilir. Radyasyonun görünür ışıkla birlikte olmaması en tehlikelidir. Bu gibi yerlerde özel göz koruması kullanılması gerekmektedir.

Ayrıca bakınız

Diğer ısı transfer yöntemleri

IR spektrumlarını kaydetme (kaydetme) yöntemleri.

Notlar

Bağlantılar

giriiş

Kızılötesi radyasyona “termal” radyasyon denir çünkü ısıtılan nesnelerden gelen kızılötesi radyasyon insan cildi tarafından bir ısı hissi olarak algılanır. Bu durumda, vücut tarafından yayılan dalga boyları ısıtma sıcaklığına bağlıdır: sıcaklık ne kadar yüksek olursa, dalga boyu o kadar kısa ve radyasyon yoğunluğu da o kadar yüksek olur. Nispeten düşük (birkaç bin Kelvin'e kadar) sıcaklıklarda tamamen siyah bir cismin radyasyon spektrumu esas olarak bu aralıkta yer alır. Kızılötesi radyasyon uyarılmış atomlar veya iyonlar tarafından yayılır. Kızılötesi radyasyon pratik olarak sıradan ışıkla aynıdır.

Tek fark, nesnelere çarptığında spektrumun görünür kısmının aydınlanmaya dönüşmesi ve kızılötesi radyasyonun vücut tarafından emilerek ısı enerjisine dönüşmesidir. Onsuz gezegenimizdeki yaşam düşünülemez. Kızılötesi radyasyon uzayda yayıldığında neredeyse hiç enerji kaybı olmaz. Aslında doğal ve en gelişmiş ısıtma yöntemidir. Bu nedenle termal enerji mühendisliği için kızılötesi radyasyonun kullanılması konusu çok ilginçtir.

Bu çalışmanın amacı kızılötesi radyasyonun özellikleri ve kızılötesi radyasyona karşı korunma üzerine bir çalışma yapmaktır. Bu hedefe ulaşmak için aşağıdaki görevleri çözmek gerekir:

1. Kızılötesi radyasyonun özelliklerini göz önünde bulundurun.

2. Kızılötesi radyasyonun zarar verici faktörlerini analiz edebilecektir.

3. Kızılötesi radyasyonun zararlı etkilerinden korunmanın yollarını öğrenin.

Kızılötesi radyasyonun ve kaynaklarının özellikleri

Kızılötesi radyasyon, sıcaklığı yayılan elektromanyetik enerjinin yoğunluğunu ve spektrumunu belirleyen herhangi bir ısıtılmış cisim tarafından üretilir. Sıcaklığı 100 o C'nin üzerinde olan ısıtılmış cisimler, kısa dalga kızılötesi radyasyon kaynağıdır. Radyasyonun niceliksel özelliklerinden biri, birim zamanda birim alan başına yayılan enerji (kcal/(m2 h) veya W/m2) olarak tanımlanabilen termal radyasyonun yoğunluğudur. Termal radyasyonun yoğunluğunun ölçülmesine aktinometri denir (Yunanca astinos - ışın ve metrio - ben ölçerim kelimelerinden gelir) ve radyasyonun yoğunluğunu belirlemek için kullanılan cihaza aktinometre denir. Dalga boyuna bağlı olarak kızılötesi radyasyonun nüfuz etme yeteneği değişir. Kısa dalga kızılötesi radyasyon (0,76-1,4 mikron), insan dokusuna birkaç santimetre derinliğe kadar nüfuz eden en büyük nüfuz etme kabiliyetine sahiptir. Uzun dalga kızılötesi ışınlar (9-420 mikron) derinin yüzeysel katmanlarında tutulur.

Kızılötesi radyasyon kaynakları. Endüstriyel koşullarda ısı üretimi şu yollarla mümkündür:

* eritme, ısıtma fırınları ve diğer termal cihazlar;

*ısıtılmış veya erimiş metallerin soğutulması;

*ana teknolojik ekipmanı sürmek için harcanan mekanik enerjinin ısıya dönüşümü;

*Elektrik enerjisinin termal enerjiye dönüşümü vb.

Termal enerjinin yaklaşık %60'ı kızılötesi ışınım yoluyla çevreye dağıtılır. Uzaydan neredeyse kayıpsız geçen radyant enerji tekrar ısıya dönüşür. Termal radyasyon çevredeki havayı doğrudan etkilemez, serbestçe nüfuz eder. Radyant ısının endüstriyel kaynakları, radyasyonun doğasına göre dört gruba ayrılabilir:

* 500oC'ye kadar yayılan yüzey sıcaklığına sahip (fırınların dış yüzeyi vb.); spektrumları 1,9-3,7 mikron dalga boyuna sahip kızılötesi ışınlar içerir;

* 500 ila 1300oC arasındaki yüzey sıcaklıklarında (açık alev, erimiş dökme demir vb.); spektrumları ağırlıklı olarak 1,9-3,7 mikron dalga boyuna sahip kızılötesi ışınlar içerir;

* 1300 ila 1800oC arasındaki sıcaklıklarda (erimiş çelik vb.); spektrumları hem 1,2-1,9 mikron dalga boyuna kadar kısa kızılötesi ışınları hem de yüksek parlaklıkta görünür olanları içerir;

* 1800oC'nin üzerindeki sıcaklıklarda (elektrik ark ocağı alevleri, kaynak makineleri vb.); emisyon spektrumları kızılötesi ve görünür ultraviyole ışınların yanı sıra içerir.

Kızılötesi ışınım insan gözüyle görülmez ancak tüm sıvı ve katı maddeler tarafından yayılır. Dünya üzerinde birçok sürecin gerçekleşmesini sağlar. Faaliyetlerimizin çeşitli alanlarında kullanılmaktadır.

Vücuttaki kızılötesi radyasyonun tüm özellikleri fototerapistler tarafından incelenmiştir. Etki dalga boyuna ve maruz kalma süresine bağlıdır. Normal bir yaşam için vazgeçilmezdirler.

IR aralığı görünür spektrumun kırmızı ucundan mor (ultraviyole) spektruma kadar değişir. Bu aralık bölgelere ayrılmıştır: uzun, orta ve kısa. Kısa farlarda farlar daha tehlikelidir. Ancak uzun dalga boylarının vücut üzerinde faydalı bir etkisi vardır.

Kızılötesi radyasyonun faydaları:

• tıpta çeşitli hastalıkların tedavisinde kullanılması;
• bilimsel araştırma - keşiflerde yardım;
• bitki büyümesi üzerinde faydalı bir etkiye sahiptir;
• gıda endüstrisinde biyokimyasal dönüşümleri hızlandırmak için uygulama;
• gıda sterilizasyonu;
• ekipmanın (radyolar, telefonlar ve diğerleri) çalışmasını sağlar;
• kızılötesine dayalı çeşitli cihaz ve cihazların üretimi;
• halkın güvenliği için askeri amaçlarla kullanılması.

Kısa dalga IR'nin olumsuz yönleri ısıtma sıcaklığından kaynaklanmaktadır. Ne kadar yüksek olursa, radyasyon yoğunluğu o kadar güçlü olur.

Kısa IR'nin zararlı özellikleri:

• gözlere maruz kaldığında - katarakt;
• cilt ile teması halinde - yanıklar, kabarcıklar;
• beyni etkiliyorsa – mide bulantısı, baş dönmesi, kalp atış hızında artış;
• IR'li ısıtıcıları kullanırken yakınınızda olmamanız gerekir.

Radyasyon kaynakları

Güneş– IR'nin ana doğal jeneratörü. Radyasyonun yaklaşık %50'si kızılötesi spektrumdadır. Onlar sayesinde hayat başladı. Güneş enerjisi daha düşük sıcaklığa sahip nesnelere yönlendirilir ve onları ısıtır.

Dünya onu emer ve çoğunu atmosfere geri verir. Tüm nesnelerin farklı yayılma özellikleri vardır ve bunlar birden fazla gövdeye bağımlı olabilir.

Yapay türevler LED'lerle donatılmış birçok öğeyi içerir. Bunlar akkor lambalar, tungsten filamanlar, ısıtıcılar ve bazı lazerlerdir. Bizi çevreleyen hemen hemen her şey IR'nin hem kaynağı hem de emicisidir. Isıtılan herhangi bir vücut görünmez ışık yayar.

Başvuru

Kızılötesi ışınlar tıpta, günlük yaşamda, endüstride ve astronomide kullanılmaktadır. İnsan yaşamının birçok alanını kapsarlar. Nereye giderse gitsin, nerede olursa olsun kızılötesi etkiyle karşılaşır.

Tıpta kullanın

Antik çağlardan beri insanlar, hastalıkları tedavi etmek için ısının iyileştirici gücünü fark etmişlerdir. Birçok rahatsızlığa olumsuz çevre koşulları neden olur. Yaşam boyunca vücutta zararlı maddeler birikir.

Kızılötesi radyasyon uzun zamandır tıpta kullanılmaktadır. Uzun dalga IR en kullanışlı özelliklere sahiptir. Araştırmalar, bu terapinin vücudu toksinleri, alkolü, nikotini, kurşunu ve cıvayı ortadan kaldırmaya teşvik ettiğini kanıtladı.

Metabolik süreci normalleştirir, bağışıklık sistemini güçlendirir, birçok enfeksiyon ortadan kalkar ve sadece semptomlar değil, hastalığın kendisi de ortadan kalkar. Sağlık açıkça güçlenir: kan basıncı düşer, iyi uyku ortaya çıkar, kaslar gevşer, kan damarları genişler, kan akışı hızlanır, ruh hali iyileşir, zihinsel stres gider.

Tedavi yöntemleri doğrudan hastalıklı bölgeye odaklanabileceği gibi tüm vücudu da etkileyebilir.

Lokal fizyoterapinin bir özelliği de IR'nin vücudun hastalıklı kısımları üzerindeki hedeflenen etkisidir. Genel prosedürler tüm vücut için tasarlanmıştır. İyileşme sadece birkaç seanstan sonra gerçekleşir.

IR tedavisinin endike olduğu ana hastalıklara bir örnek:

• kas-iskelet sistemi – kırıklar, artrit, eklem iltihabı;
• solunum sistemi – astım, bronşit, zatürre;
• sinir sistemi – nevralji, huzursuz uyku, depresyon;
• idrar aparatı – böbrek yetmezliği, sistit, prostatit;
• cilt – yanıklar, ülserler, yara izleri, inflamatuar süreçler, sedef hastalığı;
• kozmetoloji – selülit önleyici etki;
• diş hekimliği – sinirlerin alınması, dolguların yerleştirilmesi;
• diyabet;
• radyoaktif maruziyetin ortadan kaldırılması.

Bu liste, kızılötesi ışınların kullanıldığı tıptaki tüm hususları yansıtmamaktadır.

Fizyoterapinin kontrendikasyonları vardır: hamilelik, kan hastalıkları, bireysel hoşgörüsüzlük, alevlenme sırasındaki patolojiler, tüberküloz, neoplazmlar, cerahatli süreçler, kanama eğilimi.

Kızılötesi ısıtıcı

IR ısıtıcılar giderek daha popüler hale geliyor. Bu, ekonomik ve sosyal yaklaşımın sağladığı önemli avantajlarla açıklanmaktadır.

Endüstri ve tarımda, elektromanyetik cihazların ısıyı dağıtmadığı, kızılötesi radyasyonu dalga biçiminde doğrudan nesneye odaklayarak istenen nesneyi ısıttığı uzun zamandır bilinmektedir. Yani büyük bir atölyede işyeri ısıtılır, ancak bir depoda odanın tamamı değil kişinin güzergahı ısıtılır.

Merkezi ısıtma radyatörlerde sıcak su kullanılarak sağlanmaktadır. Sıcaklık dağılımı dengesizdir, ısıtılmış hava tavana yükselir ve parke alanında açıkça daha soğuktur. Kızılötesi ısıtıcı kullanıldığında ısı israfı sorunu önlenebilir.

Doğal havalandırmayla birlikte yapılan kurulumlar havadaki nemi normale düşürür; örneğin domuz çiftlikleri ve ahırlarda sensörler %70-75 veya daha azını kaydeder. Böyle bir yayıcı kullanıldığında hayvan sayısı artar.

Kızılötesi spektroskopi

Kızılötesinin cisimler üzerindeki etkisinden sorumlu olan fizik dalına kızılötesi spektroskopi denir. Onun yardımıyla, madde karışımlarının niceliksel ve niteliksel analizi, moleküller arası etkileşimlerin incelenmesi, kimyasal reaksiyon ara maddelerinin kinetiği ve özelliklerinin incelenmesi sorunları çözülür.

Bu yöntem, bir spektrometre kullanarak moleküllerin titreşimlerini ölçer. Binlerce maddeyi atomik parmak izlerine göre tanımlamanıza olanak tanıyan geniş bir tablo veritabanına sahiptir.

Uzaktan kumanda

Cihazları uzaktan kontrol etmek için kullanılır. Kızılötesi diyotlar çoğunlukla ev aletlerinde kullanılır. Örneğin bir TV uzaktan kumandasında, bazı akıllı telefonlarda IR bağlantı noktası bulunur.

Bu ışınlar karışmaz çünkü insan gözüyle görülemez.

Termografi

Kızılötesi ışınlarda termal görüntüleme, matbaacılıkta, veterinerlikte ve diğer alanlarda teşhis amaçlı olarak kullanılmaktadır.

Çeşitli hastalıklarda vücut ısısı değişir. Dolaşım sistemi, rahatsızlık alanındaki yoğunluğu artırır ve bu da cihazın monitörüne yansır.

Soğuk tonlar koyu mavidir, rengin önce yeşile, sonra sarıya, kırmızıya ve beyaza dönüşmesiyle sıcaklıktaki artış fark edilir.

IR ışınlarının özellikleri

IR ışınları görünür ışıkla aynı yapıya sahiptir ancak farklı bir aralıktadır. Bu bakımdan optik yasalarına uyarlar ve emisyon, yansıma ve iletim katsayılarına sahiptirler.

Ayırt edici özellikler:

• spesifik bir özellik, ısı transferi sırasında bir ara bağlantıya ihtiyaç duyulmamasıdır;
• bazı opak cisimlerden geçme yeteneği;
• madde tarafından emilerek ısıtır;
• görünmez;
• fotoğraf plakaları üzerinde kimyasal etkiye sahiptir;
• germanyumda dahili bir fotoelektrik etkiye neden olur;
• dalga optiği yeteneğine sahip (girişim ve kırınım);
• fotografik yöntemler kullanılarak kaydedilmiştir.

Hayattaki kızılötesi radyasyon

Bir kişi kızılötesi ışınları yayar ve emer. Yerel ve genel etkileri vardır. Ve sonuçların ne olacağı - fayda ya da zarar, bunların sıklığına bağlıdır.

İnsanlardan uzun kızılötesi dalgalar yayılır ve bunların geri alınması arzu edilir. Fizyoterapötik tedavi bunlara dayanmaktadır. Sonuçta organların yenilenme ve iyileşme mekanizmasını tetikliyorlar.

Kısa dalgaların çalışma prensibi farklıdır. İç organların ısınmasına neden olabilirler.

Ayrıca ultraviyole ışınlarına uzun süre maruz kalmak yanıklar ve hatta onkoloji gibi sonuçlara yol açar. Tıp uzmanları, özellikle yanınızda çocuğunuz varsa, gün içerisinde güneşte vakit geçirmenizi önermiyor.

Kızılötesi radyasyon kaynakları

Kızılötesi radyasyonun güçlü bir kaynağı, yaklaşık %50'si kızılötesi bölgede bulunan Güneş'tir. Tungsten filamanlı akkor lambaların radyasyon enerjisinin önemli bir kısmı (%70 ila %80) kızılötesi radyasyondan gelir.

Karanlıkta fotoğraf çekerken ve bazı gece gözlem cihazlarında, arka ışık lambaları yalnızca kızılötesi radyasyonu ileten bir kızılötesi filtreyle donatılmıştır. Güçlü bir kızılötesi radyasyon kaynağı, radyasyonu siyah bir cismin radyasyonuna yakın olan ~ 3900 K sıcaklığa sahip bir karbon elektrik arkının yanı sıra çeşitli gaz deşarj lambalarıdır (darbeli ve sürekli yanma). Odaların radyasyonla ısıtılması için, ~ 950 K sıcaklığa kadar ısıtılan nikrom telden yapılmış spiraller kullanılır. Kızılötesi radyasyonun daha iyi konsantrasyonu için, bu tür ısıtıcılar reflektörlerle donatılmıştır. Örneğin bilimsel araştırmalarda, spektrumun farklı bölgelerinde kızılötesi absorpsiyon spektrumları elde edilirken, özel kızılötesi radyasyon kaynakları kullanılır: tungsten şerit lambalar, Nernst pini, globar, yüksek basınçlı cıva lambaları vb.

Bazı optik kuantum jeneratörlerinin (lazerler) radyasyonu da spektrumun kızılötesi bölgesinde yer alır; örneğin, bir neodimyum cam lazerden gelen radyasyonun dalga boyu 1,06 µm, neon ve helyum karışımı üzerindeki bir lazer - 1,15 µm ve 3,39 µm, bir karbondioksit lazeri - 10,6 µm, InSb üzerindeki bir yarı iletken lazer - 5 µm ve vb. Kızılötesi radyasyon alıcıları, kızılötesi radyasyon enerjisinin, geleneksel yöntemlerle ölçülebilen diğer enerji türlerine dönüştürülmesine dayanmaktadır.

Kızılötesi radyasyonun termal ve fotoelektrik alıcıları vardır.İlk olarak, emilen kızılötesi radyasyon, kaydedilen alıcının ısıya duyarlı elemanının sıcaklığında bir artışa neden olur. Fotoelektrik alıcılarda emilen kızılötesi radyasyon, elektrik akımının veya voltajının ortaya çıkmasına veya değişmesine neden olur. Fotoelektrik alıcılar, termal olanlardan farklı olarak seçici alıcılardır, yani spektrumun yalnızca belirli bir bölgesine duyarlıdır. Özel fotoğraf filmleri ve plakaları (infra plakalar) da kızılötesi radyasyona (l = 1,2 mikrona kadar) duyarlıdır ve bu nedenle kızılötesi radyasyonda fotoğraflar çekilebilir.

Kızılötesi Radyasyonun Uygulamaları

Kızılötesi radyasyon bilimsel araştırmalarda, çok sayıda pratik problemin çözümünde, askeri konularda vb. yaygın olarak kullanılmaktadır. Kızılötesi bölgedeki emisyon ve absorpsiyon spektrumlarının incelenmesi, atomların elektron kabuğunun yapısının incelenmesinde, yapının belirlenmesinde kullanılır. Moleküllerin yanı sıra motor yakıtı gibi karmaşık moleküler bileşime sahip madde karışımlarının niteliksel ve niceliksel analizi için. Görünür ve kızılötesi radyasyonda cisimlerin saçılma, yansıma ve iletim katsayılarının farklılığından dolayı kızılötesi radyasyonla elde edilen fotoğraf, geleneksel fotoğrafçılığa göre bir takım özelliklere sahiptir. Örneğin kızılötesi görüntüler genellikle normal bir fotoğrafta görülemeyen ayrıntıları ortaya çıkarır.

Endüstride kızılötesi radyasyon, ışınlanmış malzeme ve ürünleri kurutmak ve ısıtmak ve ayrıca ürünlerdeki gizli kusurları tespit etmek için kullanılır.

Kızılötesi radyasyona duyarlı fotokatotlara dayanmaktadır (l için)< 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 инфракрасным излучением от специальных источников вести наблюдение или прицеливание в полной темноте. Создание высокочувствительных приёмников Инфракрасного излучения позволило построить специальные приборы - теплопеленгаторы для обнаружения и пеленгации объектов, температура которых выше температуры окружающего фона (нагретые трубы кораблей, двигатели самолётов, выхлопные трубы танков и др.), по их собственному тепловому Инфракрасному излучению. На принципе использования теплового излучения цели созданы также системы самонаведения на цель снарядов и ракет. Специальная оптическая система и приёмник инфракрасного излучения, расположенные в головной части ракеты, принимают инфракрасное излучение от цели, температура которой выше температуры окружающей среды (например, собственное инфракрасное излучение самолётов, кораблей, заводов, тепловых электростанций), а автоматическое следящее устройство, связанное с рулями, направляет ракету точно в цель. Инфракрасные локаторы и дальномеры позволяют обнаруживать в темноте любые объекты и измерять расстояния до них.

Kızılötesi bölgede yayılan optik kuantum jeneratörleri aynı zamanda karasal ve uzay iletişimleri için de kullanılıyor.

Zekanın esnekliğiyle telafi edilen kendi doğasının kusuru, kişiyi sürekli aramaya itti. Kuş gibi uçma, balık gibi yüzme, kedi gibi gece görme arzusu gerekli bilgi ve teknolojiye ulaşıldığında gerçek oldu. Bilimsel araştırmalar çoğu zaman askeri faaliyetin ihtiyaçları tarafından teşvik ediliyordu ve sonuçlar mevcut teknolojik seviyeye göre belirleniyordu.

Gözle erişilemeyen bilgileri görselleştirmek için görüş aralığını genişletmek, ciddi bilimsel eğitim ve önemli bir teknik ve ekonomik temel gerektirdiğinden en zor görevlerden biridir. Bu yönde ilk başarılı sonuçlar 20. yüzyılın 30'lu yıllarında elde edildi. Düşük ışık koşullarında gözlem sorunu özellikle İkinci Dünya Savaşı sırasında acil hale geldi.

Doğal olarak bu yönde harcanan çabalar bilimsel araştırmalarda, tıpta, iletişim teknolojisinde ve diğer alanlarda ilerlemelere yol açmıştır.

Kızılötesi Radyasyonun Fiziği

Kızılötesi radyasyon- görünür ışığın kırmızı ucu arasındaki spektral bölgeyi işgal eden elektromanyetik radyasyon (dalga boyuyla (=
m) ve kısa dalga radyo emisyonu ( =
m).Kızılötesi radyasyon, 1800 yılında İngiliz bilim adamı W. Herschel tarafından keşfedildi. Kızılötesi radyasyonun keşfinden 123 yıl sonra Sovyet fizikçi A.A. Glagoleva-Arkadyeva, dalga boyu yaklaşık 80 mikron olan radyo dalgaları aldı; kızılötesi dalga boyu aralığında bulunur. Bu, ışığın, kızılötesi ışınların ve radyo dalgalarının aynı nitelikte olduğunu, hepsinin sıradan elektromanyetik dalgaların varyasyonları olduğunu kanıtladı.

Kızılötesi radyasyona "termal" radyasyon da denir, çünkü katı ve sıvı, belirli bir sıcaklığa kadar ısıtılan tüm cisimler kızılötesi spektrumda enerji yayar.

IR RADYASYONUNUN KAYNAKLARI

BAZI NESNELERİN IR RADYASYONUNUN ANA KAYNAKLARI

IR RADYASYONUNUN TEMEL ÖZELLİKLERİ

1. Bazı opak cisimlerden ve ayrıca yağmurdan geçer,

sis, kar.

2. Fotoğraf plakaları üzerinde kimyasal etki yaratır.

3. Bir madde tarafından emilir ve onu ısıtır.

4. Germanyumda dahili bir fotoelektrik etkiye neden olur.

5. Görünmez.

6. Girişim ve kırınım olaylarını gerçekleştirebilir.

7. Termal yöntemlerle, fotoelektrik ve

fotografik.

IR RADYASYONUNUN ÖZELLİKLERİ

Kendi Yansıyan Zayıflatma Fiziksel

termal nesneler IR IR radyasyon özellikleri IR

atmosferdeki radyasyon radyasyonu radyasyon arka planları

IR RADYASYONUNUN EMİLMESİ

Deniz seviyesinde (grafiklerdeki alt eğri) ve 4000 m yükseklikte (üst eğri) yakın ve orta kızılötesi bölgede (1,2-40 μm) atmosferin iletim spektrumu; milimetre altı aralıktaki (300-500 mikron) radyasyon Dünya yüzeyine ulaşmaz.

İNSAN ÜZERİNDEKİ ETKİ

Antik çağlardan beri insanlar ısının veya bilimsel anlamda kızılötesi radyasyonun yararlı gücünün farkındaydı.

Kızılötesi spektrumda, insan vücudu üzerinde gerçekten benzersiz bir faydalı etkiye sahip olan, yaklaşık 7 ila 14 mikron (kızılötesi aralığın uzun dalga kısmı olarak adlandırılan) dalga boylarına sahip bir bölge vardır. Kızılötesi radyasyonun bu kısmı, maksimum yaklaşık 10 mikron dalga boyunda olmak üzere insan vücudunun radyasyonuna karşılık gelir. Dolayısıyla vücudumuz bu dalga boylarına sahip her türlü dış radyasyonu “kendimizin” olarak algılar. Dünyamızdaki kızılötesi ışınların en ünlü doğal kaynağı Güneş'tir ve Rusya'daki en ünlü uzun dalga kızılötesi ışınların yapay kaynağı Rus sobasıdır ve her insan bunların faydalı etkilerini kesinlikle deneyimlemiştir. Kızılötesi dalgalarla pişirme, yiyecekleri özellikle lezzetli hale getirir, vitaminleri ve mineralleri korur ve mikrodalga fırınlarla hiçbir ilgisi yoktur.

İnsan vücudunu kızılötesi aralığın uzun dalga kısmında etkileyerek, dış enerjinin vücut tarafından aktif olarak emileceği "rezonans emilimi" adı verilen bir olguyu elde etmek mümkündür. Bu etkinin bir sonucu olarak vücut hücresinin potansiyel enerjisi artar ve bağlanmamış su onu terk eder, spesifik hücresel yapıların aktivitesi artar, immünoglobulinlerin seviyesi artar, enzimlerin ve östrojenlerin aktivitesi artar ve diğer biyokimyasal reaksiyonlar meydana gelir. Bu her türlü vücut hücresi ve kan için geçerlidir.