Инфрацрвено зрачење (инфрацрвено) или инфрацрвено светло су врста зрачења која је невидљива људским очима, али коју можемо осећати као топлоту. Сви објекти у свемиру емитују неки ниво ИЦ зрачења, али два најочитија извора су сунце и ватра.
ИР је врста електромагнетног зрачења, континуум фреквенција које настају када атоми апсорбују, а затим ослобађају енергију. Од највеће до најниже фреквенције, електромагнетно зрачење укључује гама зраке, Кс-зраке, ултраљубичасто зрачење, видљиву светлост, инфрацрвено зрачење, микроталасе и радио таласе. Ове врсте зрачења заједно чине електромагнетни спектар.
Британски астроном Вилијам Херсел открио је инфрацрвену светлост 1800. године, наводи НАСА. У експерименту за мерење разлике у температури између боја у видљивом спектру, ставио је термометре на путању светлости, унутар сваке боје видљивог спектра. Приметио је пораст температуре од плаве до црвене боје и пронашао је још топлије мерење температуре тик изнад црвеног краја видљивог спектра.
Унутар електромагнетског спектра инфрацрвени таласи се јављају на фреквенцијама изнад фреквенција микроталаса и тачно испод фреквенција црвене видљиве светлости, отуда и назив „инфрацрвени“. Таласи инфрацрвеног зрачења су дужи од оних видљиве светлости, саопштено је из Калифорнијског технолошког института (Цалтецх). ИР фреквенције се крећу од око 3 гигахерца (ГХз) до око 400 терахерца (ТХз), а таласне дужине се процењују да се крећу између 1.000 микрометара (µм) и 760 нанометара (2.9921 инча), мада ове вредности нису дефинитивне, према НАСА.
Слично спектру видљиве светлости, који се креће од љубичасте (најкраћа таласна дужина видљиве светлости) до црвене (најдужа таласна дужина), инфрацрвено зрачење има свој опсег таласних дужина. Краћи таласи „близу инфрацрвеног зрачења“, који су ближи видљивој светлости на електромагнетном спектру, не емитују топлоту која се може детектовати и шта се пушта са даљинског управљача телевизора за промену канала. Дужи "далеко инфрацрвени" таласи, који су ближи микроталасном делу на електромагнетном спектру, могу се осетити као интензивна топлота, попут топлоте од сунчеве светлости или ватре, преноси НАСА.
ИР зрачење је један од три начина на који се топлота преноси с једног места на друго, а друга два су конвекција и проводљивост. Све са температуром изнад око 5 степени Келвина (минус 450 степени Фаренхеита или минус 268 степени Целзијуса) емитује ИЦ зрачење. Сунце одаје половину своје укупне енергије као ИЦ, а добар део видљиве светлости звезде се апсорбује и поново емитује као ИЦ, према Универзитету у Тенесију.
Кућне намјене
Уређаји у домаћинству, попут топлотних лампи и тостера, користе ИР зрачење за пренос топлоте, као и индустријски грејачи попут оних који се користе за сушење и очвршћивање материјала. Сијалице са жарном нити претварају само око 10 процената уноса електричне енергије у видљиву светлосну енергију, док се осталих 90 процената претвара у инфрацрвено зрачење, према Агенцији за заштиту животне средине.
Инфрацрвени ласери могу се користити за комуникацију од тачке до тачке на удаљености од неколико стотина метара или метара. Телевизијски даљински управљачи који се ослањају на инфрацрвено зрачење избацују импулсе ИР енергије из светлеће диоде (ЛЕД) до ИР пријемника на ТВ-у, према начину рада Стуфф. Пријемник претвара светлосне импулсе у електричне сигнале који упућују микропроцесор да изврши програмирану наредбу.
Инфрацрвено сензор
Једна од најкориснијих примена ИР спектра је у откривању и детекцији. Сви објекти на Земљи емитују ИЦ зрачење у облику топлоте. То могу да открију електронски сензори, попут оних који се користе у наочарима за ноћно осматрање и инфрацрвеним камерама.
Једноставни пример таквог сензора је болометар, који се састоји од телескопа са температурно отпорним отпорником или термисторјем у његовој жаришној тачки, према Универзитету у Калифорнији, Беркелеи (УЦБ). Ако топло тело дође у видно поље овог инструмента, топлота изазива детектујућу промену напона на термистору.
Камере за ноћни вид користе софистициранију верзију болометра. Те камере обично садрже уређаје за снимање слика (ЦЦД) са спајањем напуњености који су осетљиви на ИЦ светлост. Слика формирана ЦЦД-ом може се затим репродуковати у видљивој светлости. Ови системи могу бити довољно мали да се могу користити у ручним уређајима или у наочалама за ноћно осматрање. Камере се такође могу користити за нишање са пиштољем са или без додатка ИР ласера за циљање.
Инфрацрвена спектроскопија мери ИР емисију из материјала на таласним таласним дужинама. ИР спектар неке супстанце ће показати карактеристичне падове и врхове јер фотони (честице светлости) апсорбују или емитују електроне у молекулама током преласка електрона између орбита или нивоа енергије. Те спектроскопске информације могу се затим користити за идентификацију супстанци и праћење хемијских реакција.
Према Роберту Маиановићу, професору физике на Државном универзитету у Миссоурију, инфрацрвена спектроскопија, као што је Фоуриерова трансформациона инфрацрвена (ФТИР) спектроскопија, веома је корисна за бројне научне примене. Они укључују проучавање молекуларних система и 2Д материјала, попут графена.
Инфрацрвена астрономија
Цалтецх описује инфрацрвену астрономију као "откривање и проучавање инфрацрвеног зрачења (топлотне енергије) које емитују предмети у свемиру". Напредак у ИР ЦЦД сликовним системима омогућио је детаљно посматрање расподјеле извора ИР у простору, откривајући сложене структуре у маглицама, галаксијама и велике структуре свемира.
Једна од предности ИР посматрања је та што може открити предобре предмете да емитује видљиву светлост. То је довело до открића до тада непознатих објеката, укључујући комете, астероиде и магловите међузвездне облаке прашине који су изгледа преовлађивани у целој галаксији.
ИР астрономија је посебно корисна за посматрање молекула хладног гаса и за одређивање хемијске композиције честица прашине у међузвездном медију, рекао је Роберт Паттерсон, професор астрономије на Државном универзитету Миссоури. Ова се запажања спроводе помоћу специјализованих ЦЦД детектора који су осетљиви на ИР фотоне.
Још једна предност ИР зрачења је та што његова дужина таласна дужина значи да не расипа колико видљива светлост, наводе из НАСА. Док видљива светлост може да се апсорбује или одбија од честица гаса и прашине, дужи ИЦ таласи једноставно обилазе ове мале препреке. Због овог својства, ИР се може користити за посматрање објеката чија светлост је затамњена гасом и прашином. Такви објекти укључују новоформиране звезде уроњене у маглице или средиште Земљине галаксије.
Овај чланак је ажурирао 27. фебруара 2019. године, сарадник Науке уживо Траци Педерсен.
