¿Cómo se produce la radiación infrarroja? Propiedades beneficiosas y nocivas de la radiación infrarroja en los humanos.

Radiación infrarroja- radiación electromagnética, que ocupa la región espectral entre el extremo rojo de la luz visible (con una longitud de onda λ = 0,74 μm y una frecuencia de 430 THz) y la radiación de radio de microondas (λ ~ 1-2 mm, frecuencia 300 GHz).

Toda la gama de radiación infrarroja se divide convencionalmente en tres áreas:

El borde de longitud de onda larga de este rango a veces se divide en un rango separado de ondas electromagnéticas: la radiación de terahercios (radiación submilimétrica).

La radiación infrarroja también se denomina "radiación térmica", ya que la piel humana percibe la radiación infrarroja de los objetos calentados como una sensación de calor. En este caso, las longitudes de onda emitidas por el cuerpo dependen de la temperatura de calentamiento: cuanto mayor es la temperatura, más corta es la longitud de onda y mayor es la intensidad de la radiación. El espectro de radiación de un cuerpo negro absoluto a temperaturas relativamente bajas (hasta varios miles de Kelvin) se encuentra principalmente en este rango. La radiación infrarroja es emitida por átomos o iones excitados.

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✪ 36 Escala de ondas electromagnéticas de radiación infrarroja y ultravioleta

✪ Experimentos de física. Reflexión infrarroja

✪ Calefacción eléctrica (calefacción por infrarrojos). ¿Qué sistema de calefacción elegir?

Subtítulos

Historia del descubrimiento y características generales.

La radiación infrarroja fue descubierta en 1800 por el astrónomo inglés W. Herschel. Mientras estudiaba el Sol, Herschel buscaba una forma de reducir el calentamiento del instrumento con el que realizaba las observaciones. Utilizando termómetros para determinar los efectos de diferentes partes del espectro visible, Herschel descubrió que el "máximo de calor" se encuentra detrás del color rojo saturado y, posiblemente, "más allá de la refracción visible". Este estudio marcó el comienzo del estudio de la radiación infrarroja.

Hasta ahora, las fuentes de radiación infrarroja de laboratorio eran exclusivamente cuerpos calientes o descargas eléctricas en gases. Hoy en día se han creado modernas fuentes de radiación infrarroja con frecuencia ajustable o fija basadas en láseres de estado sólido y de gas molecular. Para registrar la radiación en la región del infrarrojo cercano (hasta ~1,3 μm), se utilizan placas fotográficas especiales. Los detectores fotoeléctricos y los fotorresistores tienen un rango de sensibilidad más amplio (hasta aproximadamente 25 micrones). La radiación en la región del infrarrojo lejano se registra mediante bolómetros, detectores sensibles al calentamiento por radiación infrarroja.

Los equipos de infrarrojos se utilizan ampliamente tanto en tecnología militar (por ejemplo, para guía de misiles) como en tecnología civil (por ejemplo, en sistemas de comunicación de fibra óptica). Los espectrómetros de infrarrojos utilizan lentes y prismas o rejillas de difracción y espejos como elementos ópticos. Para eliminar la absorción de radiación en el aire, los espectrómetros para la región del IR lejano se fabrican en versión de vacío.

Dado que los espectros infrarrojos están asociados con movimientos de rotación y vibración en la molécula, así como con transiciones electrónicas en átomos y moléculas, la espectroscopia IR permite obtener información importante sobre la estructura de átomos y moléculas, así como la estructura de bandas de los cristales.

Rangos de radiación infrarroja

Los objetos suelen emitir radiación infrarroja en todo el espectro de longitudes de onda, pero a veces sólo una región limitada del espectro es de interés porque los sensores normalmente sólo recogen radiación dentro de un determinado ancho de banda. Por lo tanto, el rango infrarrojo a menudo se subdivide en bandas más pequeñas.

Esquema de división convencional

La mayoría de las veces, la división en rangos más pequeños se realiza de la siguiente manera:

Abreviatura	Longitud de onda	Energía de fotones	Característica
Infrarrojo cercano, NIR	0,75-1,4 micras	0,9-1,7 eV	IR cercano, limitado por un lado por la luz visible y por el otro por la transparencia del agua, que se deteriora significativamente a 1,45 µm. En este rango operan los LED infrarrojos y los láseres para sistemas de comunicación óptica aerotransportados y de fibra. Las cámaras de vídeo y los dispositivos de visión nocturna basados en tubos intensificadores de imagen también son sensibles en este rango.
Infrarrojo de longitud de onda corta, SWIR	1,4-3 micras	0,4-0,9 eV	La absorción de radiación electromagnética por el agua aumenta significativamente a 1450 nm. En la región de comunicaciones de larga distancia predomina el rango de 1530-1560 nm.
Infrarrojo de longitud de onda media, MWIR	3-8 micras	150-400 meV	En este rango comienzan a emitir cuerpos calentados a varios cientos de grados Celsius. En este rango, los cabezales térmicos de los sistemas de defensa aérea y las cámaras termográficas técnicas son sensibles.
Infrarrojo de longitud de onda larga, LWIR	8-15 micras	80-150 meV	En este rango, los cuerpos con temperaturas en torno a los cero grados Celsius comienzan a irradiar. Las cámaras termográficas para dispositivos de visión nocturna son sensibles en este rango.
Infrarrojo lejano, FIR	15 - 1000 micras	1,2-80 meV

esquema CIE

Comisión Internacional de Iluminación Comisión Internacional de Iluminación ) recomienda dividir la radiación infrarroja en los tres grupos siguientes:

IR-A: 700 nm – 1400 nm (0,7 µm – 1,4 µm)
IR-B: 1400 nm – 3000 nm (1,4 µm – 3 µm)
IR-C: 3000 nm – 1 mm (3 µm – 1000 µm)

Diagrama ISO 20473

Radiación termal

La radiación térmica o radiación es la transferencia de energía de un cuerpo a otro en forma de ondas electromagnéticas que emiten los cuerpos debido a su energía interna. La radiación térmica cae principalmente en la región infrarroja del espectro de 0,74 micrones a 1000 micrones. Una característica distintiva del intercambio de calor radiante es que puede realizarse entre cuerpos ubicados no solo en cualquier medio, sino también en el vacío. Un ejemplo de radiación térmica es la luz de una lámpara incandescente. La potencia de la radiación térmica de un objeto que cumple los criterios de un cuerpo negro absoluto se describe mediante la ley de Stefan-Boltzmann. La relación entre las capacidades de emisión y absorción de los cuerpos se describe mediante la ley de radiación de Kirchhoff. La radiación térmica es uno de los tres tipos elementales de transferencia de energía térmica (además de la conductividad térmica y la convección). La radiación de equilibrio es la radiación térmica que está en equilibrio termodinámico con la materia.

Solicitud

Dispositivo de visión nocturna

Hay varias formas de visualizar una imagen infrarroja invisible:

Las cámaras de vídeo semiconductoras modernas son sensibles al infrarrojo cercano. Para evitar errores en la reproducción del color, las videocámaras domésticas comunes están equipadas con un filtro especial que corta la imagen IR. Las cámaras para sistemas de seguridad, por regla general, no tienen dicho filtro. Sin embargo, en la oscuridad no existen fuentes naturales de luz infrarroja cercana, por lo que sin iluminación artificial (por ejemplo, LED infrarrojos), estas cámaras no mostrarán nada.
El convertidor electrón-óptico es un dispositivo fotoelectrónico de vacío que amplifica la luz en el espectro visible y en el infrarrojo cercano. Tiene alta sensibilidad y es capaz de producir imágenes en condiciones de muy poca luz. Históricamente son los primeros dispositivos de visión nocturna y todavía se utilizan ampliamente hoy en día en dispositivos de visión nocturna baratos. Dado que sólo funcionan en infrarrojo cercano, al igual que las cámaras de vídeo semiconductoras, requieren iluminación.
Bolómetro - sensor térmico. Los bolómetros para sistemas de visión técnica y dispositivos de visión nocturna son sensibles en el rango de longitud de onda de 3 a 14 micrones (IR medio), que corresponde a la radiación de cuerpos calentados entre 500 y -50 grados Celsius. Así, los dispositivos bolométricos no requieren iluminación externa, registrando la radiación de los propios objetos y creando una imagen de la diferencia de temperatura.

Termografía

La termografía infrarroja, la imagen térmica o el video térmico es un método científico para obtener un termograma, una imagen en rayos infrarrojos que muestra un patrón de distribución de campos de temperatura. Las cámaras termográficas o cámaras termográficas detectan radiación en el rango infrarrojo del espectro electromagnético (aproximadamente 900-14000 nanómetros o 0,9-14 µm) y utilizan esta radiación para crear imágenes que ayudan a identificar áreas sobrecalentadas o subenfriadas. Dado que todos los objetos que tienen una temperatura emiten radiación infrarroja, según la fórmula de Planck para la radiación de cuerpo negro, la termografía permite "ver" el entorno con o sin luz visible. La cantidad de radiación emitida por un objeto aumenta a medida que aumenta su temperatura, por lo que la termografía nos permite ver diferencias de temperatura. Cuando miramos a través de una cámara termográfica, los objetos calientes son mejor visibles que los enfriados a temperatura ambiente; las personas y los animales de sangre caliente son más fácilmente visibles en el entorno, tanto de día como de noche. Como resultado, el avance del uso de la termografía puede atribuirse a los servicios militares y de seguridad.

Búsqueda por infrarrojos

Cabezal de localización por infrarrojos: un cabezal de localización que funciona según el principio de capturar ondas infrarrojas emitidas por el objetivo que se está capturando. Es un dispositivo óptico-electrónico diseñado para identificar un objetivo contra el fondo circundante y emitir una señal de bloqueo a un dispositivo de puntería automática (ADU), así como para medir y emitir una señal de velocidad angular en la línea de visión al piloto automático.

Calentador infrarrojo

Transferencia de datos

La difusión de LED infrarrojos, láseres y fotodiodos ha hecho posible crear un método óptico inalámbrico de transmisión de datos basado en ellos. En tecnología informática se suele utilizar para conectar ordenadores con dispositivos periféricos (interfaz IrDA), a diferencia del canal de radio, el canal de infrarrojos es insensible a las interferencias electromagnéticas, lo que permite su uso en entornos industriales. Las desventajas del canal infrarrojo incluyen la necesidad de ventanas ópticas en el equipo, la orientación relativa correcta de los dispositivos, velocidades de transmisión bajas (normalmente no supera los 5-10 Mbit/s, pero cuando se utilizan láseres infrarrojos, son posibles velocidades significativamente más altas). Además, no se garantiza la confidencialidad de la transferencia de información. En condiciones de visibilidad directa, el canal infrarrojo puede proporcionar comunicación a distancias de varios kilómetros, pero es más conveniente para conectar computadoras ubicadas en la misma habitación, donde los reflejos de las paredes de la habitación proporcionan una comunicación estable y confiable. El tipo de topología más natural aquí es un "bus" (es decir, todos los suscriptores reciben simultáneamente la señal transmitida). El canal de infrarrojos no pudo generalizarse, fue suplantado por el canal de radio.

La radiación térmica también se utiliza para recibir señales de advertencia.

Control remoto

Los diodos y fotodiodos infrarrojos se utilizan ampliamente en paneles de control remoto, sistemas de automatización, sistemas de seguridad, algunos teléfonos móviles (puerto de infrarrojos), etc. Los rayos infrarrojos no distraen la atención humana debido a su invisibilidad.

Curiosamente, la radiación infrarroja de un mando a distancia doméstico se registra fácilmente con una cámara digital.

Medicamento

Las aplicaciones más habituales de la radiación infrarroja en medicina se encuentran en diversos sensores de flujo sanguíneo (PPG).

Los medidores de frecuencia cardíaca (HR - Heart Rate) y de saturación de oxígeno en sangre (Sp02) ampliamente utilizados utilizan LED verdes (para pulso) y rojos e infrarrojos (para SpO2).

La radiación láser infrarroja se utiliza en la técnica DLS (Digital Light Scattering) para determinar la frecuencia cardíaca y las características del flujo sanguíneo.

Los rayos infrarrojos se utilizan en fisioterapia.

Efecto de la radiación infrarroja de onda larga:

Estimulación y mejora de la circulación sanguínea. Cuando la piel se expone a la radiación infrarroja de onda larga, los receptores de la piel se irritan y, debido a la reacción del hipotálamo, los músculos lisos de los vasos sanguíneos se relajan, como resultado de lo cual los vasos se dilatan. .
Mejora de los procesos metabólicos. Cuando se expone al calor, la radiación infrarroja estimula la actividad a nivel celular, mejorando los procesos de neurorregulación y metabolismo.

Esterilización de alimentos

La radiación infrarroja se utiliza para esterilizar productos alimenticios para su desinfección.

Industria de alimentos

Una característica especial del uso de la radiación IR en la industria alimentaria es la posibilidad de penetración de una onda electromagnética en productos porosos capilares como cereales, cereales, harina, etc. hasta una profundidad de hasta 7 mm. Este valor depende de la naturaleza de la superficie, estructura, propiedades del material y características de frecuencia de la radiación. Una onda electromagnética de un cierto rango de frecuencia tiene no solo un efecto térmico, sino también biológico en el producto, ayudando a acelerar las transformaciones bioquímicas en los polímeros biológicos (

Radiación infrarroja (IR escucha)) es radiación electromagnética con una longitud de onda más larga que la luz visible, que se extiende desde el extremo rojo nominal del espectro visible en 0,74 μm (micrón) hasta 300 μm. Este rango de longitudes de onda corresponde al rango de frecuencia de aproximadamente 1 a 400 THz e incluye la mayor parte de la radiación térmica emitida por objetos cercanos a la temperatura ambiente. La radiación infrarroja es emitida o absorbida por las moléculas cuando cambian sus movimientos de rotación y vibración. La presencia de radiación infrarroja fue descubierta por primera vez en 1800 por el astrónomo William Herschel.

La mayor parte de la energía del Sol llega a la Tierra en forma de radiación infrarroja. La luz del sol en su cenit proporciona una iluminación de poco más de 1 kilovatio por metro cuadrado sobre el nivel del mar. De esta energía, 527 vatios son radiación infrarroja, 445 vatios son luz visible y 32 vatios son radiación ultravioleta.

La luz infrarroja se utiliza en aplicaciones industriales, científicas y médicas. Los dispositivos de visión nocturna utilizan iluminación infrarroja para permitir a las personas observar animales que no se pueden ver en la oscuridad. En astronomía, las imágenes infrarrojas permiten observar objetos ocultos por el polvo interestelar. Las cámaras infrarrojas se utilizan para detectar la pérdida de calor en sistemas aislados, observar cambios en el flujo sanguíneo en la piel y detectar el sobrecalentamiento de equipos eléctricos.

Comparación de luz
Nombre	Longitud de onda	FrecuenciaHz)	Energía del fotón (eV)
Rayos gamma	menos de 0,01 nm	más de 10 EHZ	124 keV - 300 + GeV
Rayos X	0,01 nm a 10 nm		124 eV a 124 keV
Rayos ultravioleta	10 nm - 380 nm	30 PHZ - 790 THz	3,3 eV a 124 eV
Luz visible	380 nm - 750 nm	790 THz - 405 THz	1,7 eV - 3,3 eV
Radiación infrarroja	750 nanómetro - 1 milímetro	405 THz - 300 GHz	1,24 meV - 1,7 eV
Microonda	1 mm - 1 metro	300GHz - 300MHz	1,24 µeV - 1,24 meV
	1 mm - 100 kilómetros	300GHz - 3Hz	12,4 feV - 1,24 meV

Las imágenes infrarrojas se utilizan ampliamente con fines militares y civiles. Las aplicaciones militares incluyen vigilancia, vigilancia nocturna, focalización y seguimiento. Las aplicaciones no militares incluyen análisis de eficiencia térmica, monitoreo ambiental, inspección de sitios industriales, detección remota de temperatura, comunicaciones inalámbricas de corto alcance, espectroscopia y pronóstico del tiempo. La astronomía infrarroja utiliza telescopios equipados con sensores para penetrar regiones polvorientas del espacio, como nubes moleculares, y detectar objetos como planetas.

Aunque la región del infrarrojo cercano del espectro (780-1000 nm) se ha considerado imposible durante mucho tiempo debido al ruido en los pigmentos visuales, la sensación de la luz del infrarrojo cercano se ha conservado en la carpa y en tres especies de cíclidos. Los peces utilizan longitudes de onda del infrarrojo cercano para capturar presas y para orientación fototáctica mientras nadan. El infrarrojo de onda cercana puede ser útil para peces en condiciones de poca luz al anochecer y en superficies de agua turbia.

Fotomodulación

La luz infrarroja cercana, o fotomodulación, se utiliza para tratar las úlceras inducidas por la quimioterapia, así como para la cicatrización de heridas. Existen una serie de trabajos relacionados con el tratamiento del virus del herpes. Los proyectos de investigación incluyen trabajos sobre el sistema nervioso central y efectos terapéuticos mediante la regulación de citocromos y oxidasas y otros posibles mecanismos.

Peligro para la salud

La fuerte radiación infrarroja en determinadas industrias y entornos de alta temperatura puede ser perjudicial para los ojos y provocar daños en la visión o ceguera del usuario. Dado que la radiación es invisible, en esos lugares es necesario utilizar gafas de infrarrojos especiales.

La Tierra como emisor de infrarrojos.

La superficie de la Tierra y las nubes absorben la radiación visible e invisible del sol y devuelven la mayor parte de la energía en forma de radiación infrarroja a la atmósfera. Algunas sustancias de la atmósfera, principalmente las gotas de las nubes y el vapor de agua, pero también el dióxido de carbono, el metano, el óxido de nitrógeno, el hexafluoruro de azufre y los clorofluorocarbonos, absorben la radiación infrarroja y la devuelven en todas direcciones, incluida la Tierra. Por tanto, el efecto invernadero mantiene la atmósfera y la superficie mucho más calientes que si los absorbentes de infrarrojos estuvieran ausentes de la atmósfera.

Historia de la ciencia de la radiación infrarroja.

El descubrimiento de la radiación infrarroja se atribuye al astrónomo William Herschel, a principios del siglo XIX. Herschel publicó los resultados de su investigación en 1800 ante la Royal Society de Londres. Herschel utilizó un prisma para refractar la luz del sol y detectar la radiación infrarroja, fuera de la parte roja del espectro, a través del aumento de temperatura registrado en un termómetro. Quedó sorprendido por el resultado y los llamó “rayos de calor”. El término "radiación infrarroja" apareció recién a finales del siglo XIX.

Otras fechas importantes incluyen:

1737: Emilie du Chatelet predijo en su tesis lo que hoy se conoce como radiación infrarroja.
1835: Macedonio Meglioni fabrica la primera termopila con detector de infrarrojos.
1860: Gustav Kirchhoff formula el teorema del cuerpo negro.
1873: Willoughby Smith descubre la fotoconductividad del selenio.
1879: Se formula experimentalmente la ley de Stefan-Boltzmann, según la cual la energía emitida por un cuerpo absolutamente negro es proporcional.
Décadas de 1880 y 1890: Lord Rayleigh y Wilhelm Wien resuelven la parte del cuerpo negro de la ecuación, pero ambas soluciones son aproximadas. Este problema se denominó "desastre ultravioleta y desastre infrarrojo".
1901: Max Planck Max Planck publicó la ecuación y el teorema del cuerpo negro. Resolvió el problema de cuantificar las transiciones de energía admisibles.
1905: Albert Einstein desarrolla la teoría del efecto fotoeléctrico, que define los fotones. También William Coblentz en espectroscopia y radiometría.
1917: Theodore Case desarrolla el sensor de sulfuro de talio; Los británicos desarrollan el primer dispositivo de búsqueda y seguimiento por infrarrojos en la Primera Guerra Mundial y detectan aviones en un radio de 1,6 km.
1935: Sales de plomo: orientación temprana de misiles en la Segunda Guerra Mundial.
1938: Tew Ta predijo que el efecto piroeléctrico podría utilizarse para detectar radiación infrarroja.
1952: N. Wilker descubre los antimonuros, compuestos de antimonio con metales.
1950: Los instrumentos de Paul Cruz y Texas producen imágenes infrarrojas anteriores a 1955.
Décadas de 1950 y 1960: Especificaciones y divisiones radiométricas definidas por Fred Nicodemenas, Robert Clark Jones.
1958: W. D. Lawson (Royal Radar Establishment en Malvern) descubre las propiedades de detección de un fotodiodo IR.
1958: Falcon desarrolla cohetes utilizando radiación infrarroja y aparece el primer libro de texto sobre sensores infrarrojos por Paul Cruz, et al.
1961: Jay Cooper inventó la detección piroeléctrica.
1962: Kruse y Rodat promueven los fotodiodos; Hay disponibles elementos de forma de onda y arreglo en línea.
1964: W. G. Evans descubre termorreceptores infrarrojos en un escarabajo.
1965: Primera guía infrarroja, primeras cámaras termográficas comerciales; Se formó un laboratorio de visión nocturna en el Ejército de los Estados Unidos (actualmente laboratorio de visión nocturna y control de sensores electrónicos).
1970: Willard Boyle y George E. Smith proponen un dispositivo de carga acoplada para el teléfono de imágenes.
1972: Creación del módulo de software genérico.
1978: La astronomía de imágenes infrarrojas alcanza la mayoría de edad, con la construcción de un observatorio planificado y la producción en masa de antimonuros y fotodiodos y otros materiales.

Los rayos infrarrojos son ondas electromagnéticas en la región invisible del espectro electromagnético, que comienza detrás de la luz roja visible y termina antes de la radiación de microondas entre las frecuencias 1012 y 5∙1014 Hz (o en el rango de longitud de onda de 1 a 750 nm). El nombre proviene de la palabra latina infra y significa "debajo del rojo".

Los usos de los rayos infrarrojos son variados. Se utilizan para obtener imágenes de objetos en la oscuridad o con humo, calentar saunas y calentar alas de aviones para descongelar, comunicaciones de corto alcance y análisis espectroscópicos de compuestos orgánicos.

Apertura

Los rayos infrarrojos fueron descubiertos en 1800 por el músico y astrónomo aficionado británico de origen alemán William Herschel. Con un prisma dividió la luz solar en sus componentes y con un termómetro registró un aumento de temperatura más allá de la parte roja del espectro.

Radiación IR y calor

La radiación infrarroja a menudo se denomina radiación térmica. Cabe señalar, sin embargo, que esto es sólo una consecuencia de ello. El calor es una medida de la energía de traslación (energía de movimiento) de los átomos y moléculas de una sustancia. Los sensores de "temperatura" en realidad no miden el calor, sino sólo las diferencias en las emisiones de infrarrojos de diferentes objetos.

Muchos profesores de física atribuyen tradicionalmente toda la radiación térmica del Sol a los rayos infrarrojos. Pero no es así. La luz solar visible suministra el 50% de todo el calor y las ondas electromagnéticas de cualquier frecuencia con suficiente intensidad pueden provocar calentamiento. Sin embargo, es justo decir que a temperatura ambiente, los objetos producen calor principalmente en la banda del infrarrojo medio.

La radiación IR es absorbida y emitida por las rotaciones y vibraciones de átomos o grupos de átomos unidos químicamente y, por tanto, por muchos tipos de materiales. Por ejemplo, el vidrio de una ventana que es transparente a la luz visible absorbe la radiación IR. Los rayos infrarrojos son absorbidos en gran medida por el agua y la atmósfera. Aunque son invisibles a la vista, se pueden sentir en la piel.

La Tierra como fuente de radiación infrarroja.

La superficie de nuestro planeta y las nubes absorben energía solar, la mayor parte de la cual se libera a la atmósfera en forma de radiación infrarroja. Ciertas sustancias que contiene, principalmente vapor y gotas de agua, así como metano, dióxido de carbono, óxido de nitrógeno, clorofluorocarbonos y hexafluoruro de azufre, se absorben en la región infrarroja del espectro y se reemiten en todas direcciones, incluida la Tierra. Por tanto, debido al efecto invernadero, la atmósfera y la superficie terrestre son mucho más cálidas que si no existieran sustancias que absorban los rayos infrarrojos en el aire.

Esta radiación juega un papel importante en la transferencia de calor y es parte integral del llamado efecto invernadero. A escala global, la influencia de los rayos infrarrojos se extiende al equilibrio de radiación de la Tierra y afecta a casi toda la actividad de la biosfera. Casi todos los objetos de la superficie de nuestro planeta emiten radiación electromagnética principalmente en esta parte del espectro.

Regiones IR

El rango infrarrojo a menudo se divide en secciones más estrechas del espectro. El instituto alemán de normalización DIN ha definido los siguientes rangos de longitud de onda de los rayos infrarrojos:

cercano (0,75-1,4 µm), comúnmente utilizado en comunicaciones de fibra óptica;
onda corta (1,4-3 micrones), a partir de la cual la absorción de radiación IR por el agua aumenta significativamente;
onda media, también llamada intermedia (3-8 micras);
onda larga (8-15 micrones);
largo alcance (15-1000 µm).

Sin embargo, este esquema de clasificación no se utiliza universalmente. Por ejemplo, algunos estudios informan los siguientes rangos: cercano (0,75-5 µm), medio (5-30 µm) y largo (30-1000 µm). Las longitudes de onda utilizadas en telecomunicaciones se clasifican en bandas separadas debido a las limitaciones de los detectores, amplificadores y fuentes.

El sistema de notación general está justificado por las reacciones humanas a los rayos infrarrojos. La región del infrarrojo cercano es la más cercana a la longitud de onda visible para el ojo humano. La radiación IR media y lejana se aleja gradualmente de la parte visible del espectro. Otras definiciones siguen diferentes mecanismos físicos (como picos de emisión y absorción de agua), y las más nuevas se basan en la sensibilidad de los detectores utilizados. Por ejemplo, los sensores de silicio convencionales son sensibles en el rango de aproximadamente 1050 nm, y el arseniuro de indio y galio es sensible en el rango de 950 nm a 1700 y 2200 nm.

No existe un límite claro entre la luz infrarroja y la visible. El ojo humano es mucho menos sensible a la luz roja por encima de 700 nm, pero se puede ver luz intensa (del láser) hasta aproximadamente 780 nm. El comienzo del rango de infrarrojos se define de forma diferente en los distintos estándares, en algún lugar entre estos valores. Normalmente es de 750 nm. Por lo tanto, los rayos infrarrojos visibles son posibles en el rango de 750 a 780 nm.

Símbolos en sistemas de comunicación.

Las comunicaciones ópticas de infrarrojo cercano se dividen técnicamente en varias bandas de frecuencia. Esto se debe a diversas fuentes de luz, materiales absorbentes y transmisores (fibras) y detectores. Éstas incluyen:

Banda O 1.260-1.360 nm.
Banda E 1.360-1.460 nm.
Banda S 1.460-1.530 nm.
Banda C 1.530-1.565 nm.
Banda L 1,565-1,625 nm.
Banda U 1,625-1,675 nm.

Termografía

La termografía, o imagen térmica, es un tipo de imagen infrarroja de objetos. Dado que todos los cuerpos emiten radiación infrarroja y la intensidad de la radiación aumenta con la temperatura, se pueden utilizar cámaras especializadas con sensores de infrarrojos para detectarla y tomar fotografías. En el caso de objetos muy calientes en la región visible o del infrarrojo cercano, este método se llama pirometría.

La termografía es independiente de la iluminación de luz visible. Por tanto, es posible “ver” el entorno incluso en la oscuridad. En particular, los objetos cálidos, incluidas personas y animales de sangre caliente, destacan bien sobre un fondo más frío. La fotografía de paisajes por infrarrojos mejora la visualización de los objetos en función de su producción de calor, haciendo que los cielos azules y el agua parezcan casi negros, mientras que el follaje y la piel verdes resaltan vívidamente.

Históricamente, la termografía ha sido ampliamente utilizada por los servicios militares y de seguridad. Además, tiene muchos otros usos. Por ejemplo, los bomberos lo utilizan para ver a través del humo, encontrar personas y localizar puntos calientes durante un incendio. La termografía puede revelar crecimiento anormal de tejido y defectos en sistemas y circuitos electrónicos debido a su mayor generación de calor. Los electricistas que mantienen líneas eléctricas pueden detectar conexiones y piezas sobrecalentadas que indican un problema y eliminar el peligro potencial. Cuando falla el aislamiento, los profesionales de la construcción pueden detectar fugas de calor y mejorar la eficiencia de los sistemas de refrigeración o calefacción. En algunos coches de alta gama se instalan cámaras termográficas para ayudar al conductor. Las imágenes termográficas pueden monitorear varias reacciones fisiológicas en humanos y animales de sangre caliente.

La apariencia y el funcionamiento de una cámara termográfica moderna no difieren de los de una cámara de vídeo convencional. La capacidad de ver en el espectro infrarrojo es una característica tan útil que la capacidad de grabar imágenes suele ser opcional y no siempre hay un módulo de grabación disponible.

Otras imágenes

En la fotografía IR, la región del infrarrojo cercano se captura mediante filtros especiales. Las cámaras digitales tienden a bloquear la radiación IR. Sin embargo, las cámaras baratas que no tienen los filtros adecuados pueden "ver" en el rango del infrarrojo cercano. En este caso, la luz normalmente invisible aparece de color blanco brillante. Esto es especialmente notable al fotografiar cerca de objetos infrarrojos iluminados (por ejemplo, una lámpara), donde la interferencia resultante hace que la imagen se desvanezca.

También vale la pena mencionar las imágenes de haz T, que son imágenes en el rango de terahercios lejanos. La falta de fuentes brillantes hace que estas imágenes sean técnicamente más desafiantes que la mayoría de las otras técnicas de imágenes por infrarrojos.

LED y láseres

Las fuentes artificiales de radiación infrarroja incluyen, además de los objetos calientes, los LED y los láseres. Los primeros son dispositivos optoelectrónicos pequeños y económicos fabricados con materiales semiconductores como el arseniuro de galio. Se utilizan como optoaisladores y como fuentes de luz en algunos sistemas de comunicación de fibra óptica. Los láseres IR de alta potencia bombeados ópticamente funcionan a base de dióxido y monóxido de carbono. Se utilizan para iniciar y modificar reacciones químicas y separar isótopos. Además, se utilizan en sistemas lidar para determinar la distancia a un objeto. Las fuentes de radiación infrarroja también se utilizan en telémetros de cámaras con enfoque automático, alarmas de seguridad y dispositivos ópticos de visión nocturna.

Receptores de infrarrojos

Los instrumentos de detección de infrarrojos incluyen dispositivos sensibles a la temperatura, como detectores de termopares, bolómetros (algunos de los cuales se enfrían a temperaturas cercanas al cero absoluto para reducir la interferencia del propio detector), células fotovoltaicas y fotoconductores. Estos últimos están hechos de materiales semiconductores (por ejemplo, silicio y sulfuro de plomo), cuya conductividad eléctrica aumenta cuando se exponen a los rayos infrarrojos.

Calefacción

La radiación infrarroja se utiliza para calentar, por ejemplo, para calentar saunas y eliminar el hielo de las alas de los aviones. También se utiliza cada vez más para fundir asfalto al construir nuevas carreteras o reparar zonas dañadas. La radiación IR se puede utilizar para cocinar y calentar alimentos.

Conexión

Las longitudes de onda infrarrojas se utilizan para transmitir datos a distancias cortas, como entre periféricos de computadora y asistentes digitales personales. Estos dispositivos suelen cumplir con los estándares IrDA.

La comunicación por infrarrojos se utiliza normalmente en interiores en áreas con alta densidad de población. Esta es la forma más común de controlar dispositivos de forma remota. Las propiedades de los rayos infrarrojos no les permiten atravesar las paredes y, por lo tanto, no interactúan con los equipos de las habitaciones adyacentes. Además, los láseres IR se utilizan como fuentes de luz en sistemas de comunicación de fibra óptica.

Espectroscopia

La espectroscopia de radiación infrarroja es una tecnología utilizada para determinar las estructuras y composiciones de compuestos (principalmente) orgánicos mediante el estudio de la transmisión de radiación infrarroja a través de muestras. Se basa en las propiedades de las sustancias para absorber ciertas frecuencias, que dependen del estiramiento y flexión dentro de las moléculas de la muestra.

Las características de absorción y emisión infrarroja de moléculas y materiales proporcionan información importante sobre el tamaño, la forma y los enlaces químicos de moléculas, átomos e iones en sólidos. Las energías de rotación y vibración están cuantificadas en todos los sistemas. La radiación IR de energía hν emitida o absorbida por una determinada molécula o sustancia es una medida de la diferencia en ciertos estados de energía interna. Estos, a su vez, están determinados por el peso atómico y los enlaces moleculares. Por este motivo, la espectroscopia infrarroja es una potente herramienta para determinar la estructura interna de moléculas y sustancias o, cuando dicha información ya se conoce y tabula, sus cantidades. Las técnicas de espectroscopia IR se utilizan a menudo para determinar la composición y, por tanto, el origen y la edad de muestras arqueológicas, así como para detectar falsificaciones de obras de arte y otros objetos que, examinados bajo luz visible, se parecen a los originales.

Los beneficios y daños de los rayos infrarrojos.

La radiación infrarroja de onda larga se utiliza en medicina para los siguientes fines:

normalización de la presión arterial estimulando la circulación sanguínea;
limpiar el cuerpo de toxinas y sales de metales pesados;
mejora la circulación sanguínea en el cerebro y la memoria;
normalización de los niveles hormonales;
mantener el equilibrio agua-sal;
limitar la propagación de hongos y microbios;
alivio del dolor;
aliviar la inflamación;
Fortalecer el sistema inmunológico.

Al mismo tiempo, la radiación IR puede causar daños en enfermedades purulentas agudas, hemorragias, inflamación aguda, enfermedades de la sangre y tumores malignos. La exposición prolongada e incontrolada provoca enrojecimiento de la piel, quemaduras, dermatitis e insolación. Los rayos infrarrojos de onda corta son peligrosos para los ojos: pueden desarrollarse fotofobia, cataratas y discapacidad visual. Por lo tanto, para calentar sólo se deben utilizar fuentes de radiación de onda larga.

INTRODUCCIÓN

La imperfección de la propia naturaleza, compensada por la flexibilidad del intelecto, empujaba constantemente a la persona a buscar. El deseo de volar como un pájaro, nadar como un pez o, digamos, ver de noche como un gato, se hizo realidad cuando se adquirieron los conocimientos y la tecnología necesarios. La investigación científica a menudo fue impulsada por las necesidades de la actividad militar y los resultados estuvieron determinados por el nivel tecnológico existente.

Ampliar el rango de visión para visualizar información inaccesible al ojo es una de las tareas más difíciles, ya que requiere una formación científica seria y una importante base técnica y económica. Los primeros resultados exitosos en esta dirección se obtuvieron en los años 30 del siglo XX. El problema de la observación en condiciones de poca luz se volvió particularmente urgente durante la Segunda Guerra Mundial.

Naturalmente, los esfuerzos realizados en esta dirección han conducido a avances en la investigación científica, la medicina, la tecnología de las comunicaciones y otros campos.

FÍSICA DE LA RADIACIÓN INFRARROJA

Radiación infrarroja- radiación electromagnética que ocupa la región espectral entre el extremo rojo de la luz visible (con longitud de onda (= m) y radiación de radio de onda corta (= m). La radiación infrarroja fue descubierta en 1800 por el científico inglés W. Herschel. 123 años después de la Al descubrir la radiación infrarroja, el físico soviético A.A. Glagoleva-Arkadyeva obtuvo ondas de radio con una longitud de onda de aproximadamente 80 micrones, es decir, ubicadas en el rango de longitud de onda infrarroja. Esto demostró que la luz, los rayos infrarrojos y las ondas de radio son de la misma naturaleza, todos estos Son sólo variedades de ondas electromagnéticas ordinarias.

La radiación infrarroja también se denomina radiación “térmica”, ya que todos los cuerpos, sólidos y líquidos, calentados a una determinada temperatura emiten energía en el espectro infrarrojo.

FUENTES DE RADIACIÓN IR

PRINCIPALES FUENTES DE RADIACIÓN IR DE ALGUNOS OBJETOS

Radiación infrarroja de misiles balísticos y objetos espaciales.

Radiación infrarroja de los aviones.

Radiación infrarroja de barcos de superficie.

Antorcha de marcha

motor, que es una corriente de gases ardientes que transportan partículas sólidas suspendidas de ceniza y hollín que se forman durante la combustión del combustible para cohetes.

Cuerpo de cohete.

La tierra, que refleja parte de los rayos del sol que inciden sobre ella.

La Tierra misma.

Radiación reflejada desde la estructura de un avión procedente del Sol, la Tierra, la Luna y otras fuentes.

Radiación térmica interna del tubo de extensión y boquilla de un motor turborreactor o tubos de escape de motores de pistón.

Radiación térmica propia del chorro de gases de escape.

Radiación térmica interna del revestimiento del avión, resultante del calentamiento aerodinámico durante el vuelo a altas velocidades.

Carcasa de chimenea.

Escape

agujero de la chimenea

PROPIEDADES BÁSICAS DE LA RADIACIÓN IR

1. Pasa por algunos cuerpos opacos, también por la lluvia,

neblina, nieve.

2. Produce un efecto químico sobre placas fotográficas.

3. Absorbido por una sustancia, la calienta.

4. Provoca un efecto fotoeléctrico interno en el germanio.

5. Invisibles.

6. Capaz de sufrir fenómenos de interferencia y difracción.

7. Registrado por métodos térmicos, fotoeléctricos y

fotográfico.

CARACTERÍSTICAS DE LA RADIACIÓN IR

Propio Debilitamiento Reflejado Físico

objetos térmicos IR radiación IR características IR

radiación radiación en la atmósfera radiación antecedentes

Características	Básico conceptos
Radiación térmica propia de cuerpos calentados.	El concepto fundamental es el de un cuerpo completamente negro. Un cuerpo negro absoluto es un cuerpo que absorbe toda la radiación que incide sobre él en cualquier longitud de onda. Distribución de la intensidad de la radiación del cuerpo negro (s/n de Planck): donde es el brillo espectral de la radiación a la temperatura T, es la longitud de onda en micras, C1 y C2 son coeficientes constantes: C1 = 1,19Wμmcmsr, C2=1,44μmgrados. Longitud de onda máxima (ley de Wien): , donde T es la temperatura corporal absoluta. Densidad de radiación integral - Ley de Stefan - Boltzmann:
Radiación IR reflejada por los objetos.	La radiación solar máxima, que determina la componente reflejada, corresponde a longitudes de onda inferiores a 0,75 micrones, y el 98% de la energía total de la radiación solar cae en la región espectral de hasta 3 micrones. Esta longitud de onda a menudo se considera la longitud de onda límite que separa los componentes reflejados (solares) e intrínsecos de la radiación IR de los objetos. Por lo tanto, se puede aceptar que en la parte cercana del espectro IR (hasta 3 μm), la componente reflejada es decisiva y la distribución de la radiación sobre los objetos depende de la distribución de la reflectancia y la irradiancia. Para la mayor parte del espectro IR, el factor determinante es la propia radiación de los objetos, y la distribución de la emisividad en su área depende de la distribución de los coeficientes de emisividad y la temperatura. En la parte de onda media del espectro IR, se deben tener en cuenta los cuatro parámetros.
Atenuación de la radiación IR en la atmósfera.	En el rango de longitud de onda IR hay varias ventanas de transparencia y la dependencia de la transmisión atmosférica de la longitud de onda tiene una forma muy compleja. La atenuación de la radiación IR está determinada por las bandas de absorción del vapor de agua y los componentes gaseosos, principalmente dióxido de carbono y ozono, así como por los fenómenos de dispersión de la radiación. Ver figura “Absorción de radiación IR”.
Características físicas de la radiación de fondo IR.	La radiación IR tiene dos componentes: su propia radiación térmica y la radiación reflejada (dispersada) del Sol y otras fuentes externas. En el rango de longitudes de onda inferiores a 3 micrones domina la radiación solar reflejada y dispersa. En este rango de longitudes de onda, por regla general, se puede despreciar la radiación térmica propia del fondo. Por el contrario, en el rango de longitud de onda superior a 4 μm predomina la radiación térmica intrínseca del fondo y se puede despreciar la radiación solar reflejada (dispersada). El rango de longitud de onda de 3-4 micrones es, por así decirlo, transitorio. En este rango hay un mínimo pronunciado en el brillo de las formaciones de fondo.

ABSORCIÓN DE RADIACIÓN IR

Espectro de transmisión de la atmósfera en la región del infrarrojo cercano y medio (1,2-40 μm) al nivel del mar (curva inferior en los gráficos) y a una altitud de 4000 m (curva superior); en el rango submilimétrico (300-500 micrones) la radiación no llega a la superficie de la Tierra.

IMPACTO EN EL HUMANO

Desde la antigüedad, la gente conoce perfectamente el poder beneficioso del calor o, en términos científicos, de la radiación infrarroja.

En el espectro infrarrojo hay una región con longitudes de onda de aproximadamente 7 a 14 micrones (la llamada parte de onda larga del rango infrarrojo), que tiene un efecto beneficioso verdaderamente único para el cuerpo humano. Esta parte de la radiación infrarroja corresponde a la radiación del propio cuerpo humano, con un máximo en una longitud de onda de unas 10 micras. Por lo tanto, nuestro cuerpo percibe cualquier radiación externa con longitudes de onda como "propias". La fuente natural más famosa de rayos infrarrojos en nuestra Tierra es el Sol, y la fuente artificial más famosa de rayos infrarrojos de onda larga en Rusia es la estufa rusa, y cada persona definitivamente ha experimentado sus efectos beneficiosos. Cocinar con ondas infrarrojas hace que la comida sea especialmente sabrosa, conserva vitaminas y minerales y no tiene nada que ver con los hornos microondas.

Al influir en el cuerpo humano en la parte de onda larga del rango infrarrojo, es posible obtener un fenómeno llamado "absorción de resonancia", en el que el cuerpo absorbe activamente la energía externa. Como resultado de este efecto, la energía potencial de la célula del cuerpo aumenta y el agua libre sale de ella, aumenta la actividad de estructuras celulares específicas, aumenta el nivel de inmunoglobulinas, aumenta la actividad de enzimas y estrógenos y se producen otras reacciones bioquímicas. Esto se aplica a todos los tipos de células del cuerpo y de la sangre.

CARACTERÍSTICAS DE LAS IMÁGENES DE OBJETOS EN EL RANGO IR

Las imágenes infrarrojas tienen una distribución de contrastes entre objetos conocidos que es inusual para el observador debido a una distribución diferente de las características ópticas de las superficies de los objetos en el rango IR en comparación con la parte visible del espectro. La radiación IR permite detectar objetos en imágenes IR que no se notan en fotografías normales. Es posible identificar áreas de árboles y arbustos dañados, así como revelar evidencia del uso de vegetación recién cortada para camuflar objetos. La diferente transmisión de tonos en las imágenes llevó a la creación del llamado disparo multiespectral, en el que una cámara multiespectral fotografía simultáneamente la misma sección del plano de objetos en diferentes zonas del espectro.

Otra característica de las imágenes IR, característica de los mapas de calor, es que, además de la radiación reflejada, en su formación también participa la propia radiación, y en algunos casos sólo ésta. La radiación intrínseca está determinada por la emisividad de las superficies de los objetos y su temperatura. Esto permite identificar en mapas de calor superficies calentadas o zonas de ellas que son completamente imperceptibles en fotografías y utilizar imágenes térmicas como fuente de información sobre el estado de temperatura de un objeto.

Las imágenes IR permiten obtener información sobre objetos que ya no están presentes en el momento de la toma. Por ejemplo, en la superficie del lugar donde está estacionado un avión, se conserva durante algún tiempo su retrato térmico, que puede registrarse en una imagen IR.

La cuarta característica de los mapas de calor es la capacidad de registrar objetos tanto en ausencia de radiación incidente como en ausencia de cambios de temperatura; sólo debido a diferencias en la emisividad de sus superficies. Esta propiedad permite observar objetos en completa oscuridad y en condiciones en las que las diferencias de temperatura se nivelan hasta el punto de ser imperceptibles. En tales condiciones, las superficies metálicas sin pintar con baja emisividad son especialmente visibles en el contexto de objetos no metálicos que parecen más claros ("oscuros"), aunque sus temperaturas son las mismas.

Otra característica de los mapas de calor está asociada al dinamismo de los procesos térmicos que ocurren durante el día: debido a la variación natural diaria de las temperaturas, todos los objetos de la superficie terrestre participan en un proceso de intercambio de calor que ocurre constantemente. Además, la temperatura de cada cuerpo depende de las condiciones de intercambio de calor, las propiedades físicas del medio ambiente, las propiedades intrínsecas de un objeto determinado (capacidad calorífica, conductividad térmica), etc. Dependiendo de estos factores, la relación de temperatura de los objetos adyacentes cambia durante el día, por lo que los mapas de calor obtenidos en diferentes momentos, incluso de los mismos objetos, difieren entre sí.

APLICACIÓN DE LA RADIACIÓN INFRARROJA

En el siglo XXI se inició la introducción de la radiación infrarroja en nuestras vidas. Ahora se utiliza en la industria y la medicina, en la vida cotidiana y en la agricultura. Es universal y se puede utilizar para una amplia variedad de propósitos. Se utiliza en medicina forense, fisioterapia y en la industria para secar productos pintados, paredes de construcción, madera y frutas. Obtenga imágenes de objetos en la oscuridad, dispositivos de visión nocturna (prismáticos nocturnos) y niebla.

Dispositivos de visión nocturna: una historia de generaciones

generación cero
"Vidrio de lienzo"	Sistemas de tres y dos electrodos.
	Fotocátodo Brazalete Electrodo de enfoque
	mediados de los 30
Centro técnico de Philips, Holanda	En el extranjero: Zworykin, Farnsword, Morton y von Ardenne; en la URSS - G.A. Grinberg, A.A. Artsimovich
Este tubo intensificador de imágenes constaba de dos vasos encajados uno dentro del otro, en cuyos fondos planos se aplicaban un fotocátodo y un fósforo. El alto voltaje aplicado a estas capas creó un campo electrostático que proporciona la transferencia directa de una imagen electrónica desde el fotocátodo a una pantalla con fósforo. Como capa fotosensible en el “vidrio Holst” se utilizó un fotocátodo de plata, oxígeno y cesio, que tenía una sensibilidad bastante baja, aunque operativa en el rango de hasta 1,1 micrones. Además, este fotocátodo tenía un alto nivel de ruido, por lo que fue necesario enfriarlo a menos 40 °C para eliminarlo.	Los avances en óptica electrónica han hecho posible sustituir la transferencia directa de imágenes por el enfoque con un campo electrostático. La mayor desventaja de un tubo intensificador de imagen con transferencia electrostática de imagen es la fuerte disminución de la resolución desde el centro del campo de visión hacia los bordes debido a la falta de coincidencia de la imagen electrónica curva con el fotocátodo plano y la pantalla. Para solucionar este problema, empezaron a hacerlos esféricos, lo que complicó significativamente el diseño de lentes normalmente diseñadas para superficies planas.
Primera generación
Tubos intensificadores de imagen multietapa


URSS, M.M. botaslov por RCA, ITT (EE. UU.), Philips (Países Bajos)
Sobre la base de placas de fibra óptica (FOP), que son un paquete de muchos LED, se desarrollaron lentes planocóncavas que se instalaron en lugar de las ventanas de entrada y salida. La imagen óptica proyectada sobre la superficie plana del VOP se transmite sin distorsión hacia el lado cóncavo, lo que asegura el emparejamiento de las superficies planas del fotocátodo y la pantalla con un campo electrónico curvo. Como resultado del uso del VOP, la resolución se volvió la misma en todo el campo de visión que en el centro.
Segunda generación
Amplificador de emisión secundaria		Pseudo-binocular
1- fotocátodo Placa de 3 microcanales 4– pantalla
		En los años 70
empresas estadounidenses		empresa "Praxitronic" (Alemania)
Este elemento es un tamiz con canales regularmente espaciados con un diámetro de aproximadamente 10 micrones y un espesor de no más de 1 mm. El número de canales es igual al número de elementos de la imagen y es del orden de 10 6 . Ambas superficies de la placa de microcanales (MCP) están pulidas y metalizadas, y entre ellas se aplica un voltaje de varios cientos de voltios. Al entrar en el canal, el electrón choca con la pared y elimina los electrones secundarios. En un campo eléctrico de tracción, este proceso se repite muchas veces, permitiendo obtener la ganancia de NxlO 4 veces. Para la obtención de canales MCP se utiliza fibra óptica de diferente composición química.		Se desarrollaron tubos intensificadores de imagen con MCP de diseño biplanar, es decir, sin lente electrostática, una especie de retorno tecnológico a la transferencia directa de imágenes, como en el “vidrio Holst”. Los tubos intensificadores de imagen en miniatura resultantes permitieron desarrollar gafas de visión nocturna (NVG) de un sistema pseudobinocular, donde la imagen de un tubo intensificador de imagen se divide en dos oculares utilizando un prisma de división del haz. La rotación de la imagen aquí se realiza en minilentes adicionales.
Tercera generación
Tubo intensificador de imagen P+ y SUPER II+
Comenzó en los años 70 hasta la actualidad.
empresas en su mayoría americanas
El desarrollo científico a largo plazo y la compleja tecnología de fabricación, que determinan el alto coste del tubo intensificador de imagen de tercera generación, se ven compensados por la altísima sensibilidad del fotocátodo. La sensibilidad integral de algunas muestras alcanza los 2000 mA/W, el rendimiento cuántico (la relación entre el número de electrones emitidos y el número de cuantos con una longitud de onda en la región de máxima sensibilidad que incide en el fotocátodo) supera el 30%. La vida útil de estos tubos intensificadores de imagen es de unas 3.000 horas y su coste oscila entre 600 y 900 dólares, según el diseño.

PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DEL EOF

Generaciones de intensificadores de imagen		Tipo de fotocátodo	Integral sensibilidad,	Sensibilidad en longitudes de onda 830-850	Ganar,	Disponible rango reconocimiento figuras humanas en condiciones de luz nocturna natural, m
	"Vidrio de lienzo"			alrededor de 1, iluminación IR
				sólo bajo la luz de la luna o iluminador de infrarrojos
				sólo bajo la luz de la luna o iluminador de infrarrojos






	Súper II+ o II++

La radiación infrarroja es una radiación electromagnética en el rango de longitud de onda de la casa m. Cualquier cuerpo (gaseoso, líquido, sólido) con una temperatura superior al cero absoluto (-273°C) puede considerarse como fuente de radiación infrarroja (IR). El analizador visual humano no percibe rayos en el rango infrarrojo. Por lo tanto, las características de desenmascaramiento específicas de cada especie en este rango se obtienen utilizando dispositivos especiales (visión nocturna, cámaras termográficas) que tienen peor resolución que el ojo humano. En general, las características desenmascaradoras de un objeto en el rango de infrarrojos incluyen las siguientes: 1) características geométricas de la apariencia del objeto (forma, dimensiones, detalles de la superficie); 2) temperatura de la superficie. Los rayos infrarrojos son absolutamente seguros para el cuerpo humano, a diferencia de los rayos X, los rayos ultravioleta o los microondas. No hay ningún área donde el método natural de transferencia de calor no sea útil. Después de todo, todo el mundo sabe que el hombre no puede llegar a ser más inteligente que la naturaleza; sólo podemos imitarla.

BIBLIOGRAFÍA

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3. Lecomte J., Radiación infrarroja. Moscú: 2002. 410 p.

4. Menshakov Yu.K., M51 Protección de objetos e información frente a medios técnicos de reconocimiento. M.: Ruso. Estado Humanitario. Ut, 2002. 399 p.

Radiación gamma ionizante Viuda Deriva magnética Dos fotones Espontáneo Forzado

Radiación infrarroja- radiación electromagnética, que ocupa la región espectral entre el extremo rojo de la luz visible (con longitud de onda λ = 0,74 μm) y la radiación de microondas (λ ~ 1-2 mm).

Las propiedades ópticas de las sustancias en la radiación infrarroja difieren significativamente de sus propiedades en la radiación visible. Por ejemplo, una capa de agua de varios centímetros es opaca a la radiación infrarroja con λ = 1 μm. La radiación infrarroja constituye la mayor parte de la radiación de las lámparas incandescentes, las lámparas de descarga de gas y aproximadamente el 50% de la radiación del Sol; Algunos láseres emiten radiación infrarroja. Para registrarlo se utilizan receptores térmicos y fotoeléctricos, así como materiales fotográficos especiales.

Ahora toda la gama de radiación infrarroja se divide en tres componentes:

región de onda corta: λ = 0,74-2,5 µm;
región de onda media: λ = 2,5-50 µm;
región de onda larga: λ = 50-2000 µm;

Recientemente, el borde de onda larga de este rango se ha separado en un rango separado e independiente de ondas electromagnéticas: radiación de terahercios(radiación submilimétrica).

La radiación infrarroja también se denomina radiación "térmica", ya que la piel humana percibe la radiación infrarroja de los objetos calentados como una sensación de calor. En este caso, las longitudes de onda emitidas por el cuerpo dependen de la temperatura de calentamiento: cuanto mayor es la temperatura, más corta es la longitud de onda y mayor es la intensidad de la radiación. El espectro de radiación de un cuerpo absolutamente negro a temperaturas relativamente bajas (hasta varios miles de Kelvin) se encuentra principalmente en este rango. La radiación infrarroja es emitida por átomos o iones excitados.

Historia del descubrimiento y características generales.

Solicitud

Medicamento

Los rayos infrarrojos se utilizan en fisioterapia.

Control remoto

Los diodos y fotodiodos infrarrojos se utilizan ampliamente en controles remotos, sistemas de automatización, sistemas de seguridad, algunos teléfonos móviles (puerto de infrarrojos), etc. Los rayos infrarrojos no distraen la atención humana debido a su invisibilidad.

Curiosamente, la radiación infrarroja de un mando a distancia doméstico se registra fácilmente con una cámara digital.

Al pintar

Los emisores de infrarrojos se utilizan en la industria para secar superficies pintadas. El método de secado por infrarrojos tiene importantes ventajas sobre el método tradicional de convección. En primer lugar, se trata, por supuesto, de un efecto económico. La velocidad y la energía consumidas durante el secado por infrarrojos son menores que los mismos indicadores con los métodos tradicionales.

Esterilización de alimentos

La radiación infrarroja se utiliza para esterilizar productos alimenticios para su desinfección.

Agente anticorrosión

Los rayos infrarrojos se utilizan para prevenir la corrosión de las superficies recubiertas con barniz.

Industria de alimentos

Además, la radiación infrarroja es muy utilizada para calentar espacios interiores y exteriores. Los calentadores infrarrojos se utilizan para organizar la calefacción adicional o principal de habitaciones (casas, apartamentos, oficinas, etc.), así como para la calefacción local de espacios exteriores (cafés al aire libre, cenadores, terrazas).

La desventaja es que el calentamiento es mucho más desigual, algo completamente inaceptable en muchos procesos tecnológicos.

Comprobar la autenticidad del dinero

Un emisor de infrarrojos se utiliza en dispositivos para comprobar dinero. Aplicadas sobre el billete como uno de los elementos de seguridad, las tintas metaméricas especiales se pueden ver exclusivamente en el rango de infrarrojos. Los detectores de moneda por infrarrojos son los dispositivos más libres de errores para comprobar la autenticidad del dinero. Aplicar marcas infrarrojas a un billete, a diferencia de las ultravioletas, resulta caro para los falsificadores y, por tanto, no es económicamente rentable. Por lo tanto, los detectores de billetes con emisor de infrarrojos incorporado son, hoy en día, la protección más fiable contra la falsificación.

Peligro para la salud

La fuerte radiación infrarroja en áreas calientes puede causar daño a los ojos. Es más peligroso cuando la radiación no va acompañada de luz visible. En esos lugares es necesario utilizar protección ocular especial.

ver también

Otros métodos de transferencia de calor

Métodos para registrar (grabar) espectros IR.

Notas

Enlaces

Espectro electromagnético
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