Инфрацрвено зраче?е или инфрацрвена светлина ( лат. infra , ?под“) ? електромагнетното зраче?е со бранови должини поголеми од брановата должина на видливата црвена светлина, а помали од брановата должина на радиобрановите . Тоа е опсегот од приближно 750 nm do 3 mm , односно од 4,5*10 ¹⁴ до 10 ¹² Hz . Опсегот на енерги?ата што тие ?а пренесуваат се движи од 4,7 до 0,01 eV . Името доа?а од латинскиот збор infra , што значи под ? ги опфа?а брановите должини под црвената светлина. ^[1]

Овие бранови ги испуштаат загреаните тела и некои молекули кога ?е се на?дат во побудена состо?ба. Добро ги апсорбираат пове?ето матери?али при што енерги?ата на инфрацрвеното зраче?е се претвора во внатрешна енерги?а, што резултира со покачува?е на температурата . Сончевата светлина овозможува просечна сила на зраче?е од 1004 W по квадратен метар; од тоа на инфрацрвеното зраче?е отпа?аат 527 W, 445 W на видливата светлина и 32 W на ултравиолетовото зраче?е . ^[2]

Преглед [ уреди | уреди извор ]

Инфрацрвената термографи?а или термалното снима?е многу се користи за воени и цивилни потреби. Воената примена на?често е за открива?е цели во мрак, следе?е и открива?е на непри?ателот, како и за следе?е на целите при га?а?е со проектили. Цивилната примена го вклучува проучува?ето на степенот на топлинско искористува?е на об?ектите, далечинско мере?е на температурата , блиски безжични комуникации , спектроскопи?а и временска прогноза .

Инфрацрвената астрономи?а користи телескопи со инфрацрвени уреди за открива?е на подрач?ата што се покриени со прашина, како што се молекуларните облаци, за открива?е на планети и за наб?удува?е на об?екти со големо црвено поместува?е кои потекнуваат од периодот на настанува?ето на вселената . ^[3]

Човековото тело нормално зрачи со бранова должина од околу 12 μm, како што може да се пресмета од Виеновиот закон за поместува?е .

Различни подрач?а на инфрацрвеното зраче?е [ уреди | уреди извор ]

Инфрацрвеното зраче?е опфа?а широк опсег на електромагнетното зраче?е , а биде??и нашите сетила покриваат самоодредено подрач?е на инфрацрвениот спектар, посто?ат различни поделби што подетално ги определуваат тие подрач?а.

Поделба според CIE [ уреди | уреди извор ]

Ме?ународната комиси?а за осветлува?е (CIE ? франц. Commission internationale de l'eclairage ) го дели инфрацрвеното зраче?е на три подрач?а: ^[4]

• IC ? A: 700 nm?1400 nm (0,7 μm ? 1,4 μm)
• IC ? B: 1400 nm?3000 nm (1,4 μm ? 3 μm)
• IC ? C: 3000 nm?1 mm (3 μm ? 1000 μm)

Сепак, на?често инфрацрвеното зраче?е се дели на 5 подрач?а: ^[5]

• Блиско инфрацрвено подрач?е : (0,7 μm ? 1,4 μm), подрач?е што е одредено од апсорпци?ата на водената пареа . Обично се користи ка? оптичките влакна во телекомуникаци?ата , поради малите загуби од придушува?ето на силициумовиот диоксид (SiO ₂ ). За активно открива?е на цели во мракот ова подрач?е е многу чувствително и се користи ка? очилата за но?но наб?удува?е.
• Краткобраново инфрацрвено подрач?е : (1,4 μm ? 3 μm), подрач?е каде што апсорпци?ата на водената пареа значително се зголемува, на бранова должина од 1450 nm. Подрач?ето од 1530 до 1560 nm е многу важно подач?е за телекомуникациите на голема оддалеченост.
• Среднобраново инфрацрвено подрач?е : (3 μm ? 8 μm), подрач?е што е знача?но затоа што има “атмосферски прозорец“ или подрач?е во кое ниту еден стакленички гас не го впива сончевото топлинско зраче?е .
• Долгобраново инфрацрвено подрач?е : (8 μm ? 15 μm), подрач?е на “термално снима?е“ каде можат да се доби?ат на?добри инфрацрвени слики, кога нема светлина од Сонцето или Месечината .
• Далечно инфрацрвено подрач?е : (15 μm ? 1000 μm), подрач?е што е знача?но за далечниот инфрацрвен ласер .

Поделба според ISO 20473 [ уреди | уреди извор ]

Ме?ународната организаци?а за стандардизаци?а во сво?от ISO 20473 инфрацрвеното зраче?е го дели на 3 подрач?а: ^[6]

ознака	кратенка	бранова должина
блиско инфрацрвено подрач?е	NIR	0,78 - 3  μm
средно инфрацрвено подрач?е	MIR	3 - 50  μm
далечно инфрацрвено подрач?е	FIR	50 - 1000  μm

Астрономска поделба на инфрацрвеното зраче?е [ уреди | уреди извор ]

Астрономите го делат инфрацрвеното зраче?е на 3 подрач?а: ^[7]

ознака	кратенка	бранова должина
блиско инфрацрвено подрач?е	NIR	(0,7-1) до 5 μm
средно инфрацрвено подрач?е	MIR	5 до (25-40) μm
далечно инфрацрвено подрач?е	FIR	(25-40) до (200-350) μm.

Поделба според електронски уреди [ уреди | уреди извор ]

Инфрацрвеното зраче?е може да се подели според различни електронски уреди што имаа чувствителност во тие подрач?а: ^[8]

• Блиско инфрацрвено подрач?е : (0,7 μm ? 1,0 μm), подрач?е од кра?от на чувството на човековото око до одзивот на силициумот .
• Краткобраново инфрацрвено подрач?е : (1,0 μm ? 3 μm), подрач?е од одзивот на силициумот до подрач?ето на “атмосферски прозорец“. Тоа подрач?е го покрива полуспроводникот In Ga As на бранова должина од околу 1,8 μm, а помалку се чувствителни солите на оловото .
• Среднобраново инфрацрвено подрач?е : (3 μm ? 5 μm), подрач?е на “атмосферски прозорец“ што го покриваат полуспроводниците In Sb , Hg Cd Te и делумно Pb Se .
• Долгобраново инфрацрвено подрач?е : (8 μm ? 12 μm ili 7 μm ? 14 μm), го покриваат полуспроводниците HgCdTe и микроболометрите .
• Големо долгобраново инфрацрвено подрач?е : (12 μm ? 30 μm), го покрива силициумот со примеси.

Поделба според телекомуникациските подрач?а [ уреди | уреди извор ]

Во комуникациите со оптички влакна инфрацрвеното зраче?е се дели на 7 по?аси: ^[9]

по?ас	опис	опсег на брановите должини
O по?ас	изворен	1260?1360 nm
E по?ас	проширен	1360?1460 nm
S по?ас	краткобранов	1460?1530 nm
C по?ас	основен	1530?1565 nm
L по?ас	долгобранов	1565?1625 nm
U по?ас	голем долгобранов	1625?1675 nm

C ? по?асот преовладува ка? телекомуникациските мрежи на голема оддалеченост.

Топлинско зраче?е [ уреди | уреди извор ]

Инфрацрвеното зраче?е често се нарекува “топлинско зраче?е“ затоа што многумина веруваат дека топлината доа?а од инфрацрвеното зраче?е. Но, тоа е заблуда затоа што и останатото електромагнетно зраче?е , дури и видливата светлина, ги загрева површините што го впиваат. Инфрацрвеното зраче?е од Сонцето придонесува за загрева?е на Зем?ата за околу 49%, додека останатото е од видливиот дел на спектарот и помал дел, околу 3%, од ултравиолетовиот дел на спектарот. Об?ектите што имаат собна температура зрачат во инфрацрвеното подрач?е главно со бранова должина од 8 do 25 μm. ^[10]

Топлината е енерги?а што ?е оствари пренос на топлината ако постои разлика во температурите. Таа може да се пренесе со кондукци?а на топлината или спроводливост, со струе?е или пренесува?е на топлината, и со електромагнетно зраче?е , а тоа е единствениот начин топлината да може да се пренесе во вакуум .

На?голем дел од човековото електромагнетно зраче?е е во подрач?ето на инфрацрвеното зраче?е. Некои матери?али се про?ирни за инфрацрвеното зраче?е, но се непро?ирни за видливата светлина, како што е пластичната црна вре?а. Некои матери?али се про?ирни за видливата светлина, но се непро?ирни и го одбиваат инфрацрвеното зраче?е, како што е стаклото на очилата.

Поимот емисивност е многу важен за разбира?ето на инфрацрвеното зраче?е на неко? об?ект. Тоа сво?ство на матери?ата го споредува топлинското зраче?е на неко? об?ект со топлинското зраче?е на идеалното црно тело . Со други зборови, два об?екта што имаат иста температура нема да се по?ават со ист интензитет на топлинската слика; оно? што има поголема емисивност, ?е биде поинтензивен. ^[11]

Примена [ уреди | уреди извор ]

Но?но наб?удува?е [ уреди | уреди извор ]

Уредите за но?но наб?удува?е служат за нормално гледа?е во услови кога нема доволно светлина . Тие работат на принцип на претвора?е на светлосните фотони во електрони , што се засилуваат со хемиски или електрични постапки, и потоа повторно се претвораат во видливи фотони. Но?ното наб?удува?е не треба да се меша со инфрацрвената термографи?а , ко?а создава слики врз основа на разликите во температурата на различните об?екти. ^[12]

Инфрацрвена термографи?а [ уреди | уреди извор ]

Инфрацрвената термографи?а, термалното снима?е, термографското снима?е или термалното видео е дел од науката за инфрацрвено снима?е. Термографските камери го регистрираат зраче?ето во инфрацрвениот по?ас на електромагнетниот спектар (околу 0,9-14 μm) и создаваат снимки од тоа зраче?е што се нарекуваат “термограми“.

Биде??и инфрацрвеното зраче?е го емитираат сите тела во зависност од нивната температура, според законот за црнотелесно зраче?е , термографи?ата овозможуа “гледа?е“ на околината без видливо осветлува?е. Гледани со термографски апарат, топлите предмети се истакнуваат подобро во однос на постудената позадина; лу?ето и другите топлокрвни организми стануваат лесно видливи во однос на околината, и де?е и но?е. Затоа, не треба да зачудува што широката примена на термографи?ата историски се поврзува во во?ската и службите за обезбедува?е.

Останати видови слика?е [ уреди | уреди извор ]

Инфрацрвената фотографи?а, инфрацрвените филтри служат за да се изработат фотографии во инфрацрвеното подрач?е. Дигиталните фотоапарати често користат т.н. инфрацрвени блокери, додека поевтините дигитални апарати и камерите на мобилните телефони , с?а?ните виолетово-бели дамки ги “гледаат“ во блиското инфрацрвено подрач?е. Поновата технологи?а, што сe уште е во разво?, претставува слика?е во подрач?ето на брановата должина од тера херц .

Наведува?е проектили [ уреди | уреди извор ]

Наведува?ето на проектилите го користи електромагнетното зраче?е во инфрацрвеното подрач?е за следе?е на целите и нивно уништува?е. Во 25 години во?ува?е, 90% од воените загуби на САД во опрема било поради проектилите со инфрацрвено зраче?е. ^[13]

Грее?е [ уреди | уреди извор ]

Инфрацрвеното зраче?е може да се користи и за грее?е . На пример, често се користи во сауни , каде што се поставуваат инфрацрвени греалки. Тоа се користи и при одмрзнува?е на крилата на авионите , кога треба да се отстрани мразот пред полетува?е. Во последно време се користи и при терапиите со загревае?е. Инфрацрвеното зраче?е се користи и за готеве?е и подготува?е храна .

Инфрацрвеното зраче?е има и индустриска примена , како за суше?е на бои при бо?адисува?е, обликува?е, жаре?е, и заварува?е на пластиката . На?добри резултати се постигнуваат кога греачите имаат иста бранова должина со апсорпционите линии на матери?алите што се загреваат.

Комуникации [ уреди | уреди извор ]

Инфрацрвениот пренос на податоци се користи на мали расто?ани?а, поме?у комп?утерот и помошните дигитални уреди. Далечинското управува?е користи инфрацрвени светлечки диоди , за да емитуваат инфрацрвено зраче?е, кое е собрано во жариште со пластични ле?и, за да се добие тесен зрак. Зракот се модулира, се гаси и пали, за да се кодираат податоците. Приемникот користи силициумова фотодиода за да го претвори инфрацрвеното зраче?е во електрична стру?а . Инфрацрвеното зраче?е не поминува низ ?идовите, и не им пречи на уредите во другите простории.

Понекогаш наместо вкопува?е на оптичките влакна за пренос на податоци, се користат инфрацрвени ласери , особено во густо населени места. Инфрацрвените ласери можат да се користат и за пренос на податоци низ оптички влакна, посебно на бранови должини од 1 330 nm или 1 550 nm, затоа што тоа е на?добриот избор за оптичките влакна од силициум диоксид .

Спектроскопи?а [ уреди | уреди извор ]

Спектроскопи?ата на инфрацрвеното зраче?е (IR спектроскопи?а ) го користи инфрацрвеното зраче?е како медиум за проучува?е што го емитираат молекулите благодарение на своите вибрации. Со апсорбира?е на инфрацрвеното зраче?е се побудуваат вибрациите на молекулите, па тие почнуваат да вибрираат посилно. Затоа инфрацрвената спектроскопи?а, заедно со рамановата спектроскопи?а се нарекува вибрирачка спектроскопи?а . Слободните атоми не емитираат инфрацрвено зраче?е. Секо?а молекула има карактеристични вибрации што зависат од цврстината на врските и масите на деловите од молекулата што вибрираат. ^[14]

Таквиот факт на инфрацрвената спектроскопи?а ? дава големи аналитички можности затоа што е можно да се определи од кои функционални групи се состои неко?а молекула . Биде??и секо?а молекула има различен инфрацрвен спектар, инфрацрвената спектроскопи?а се користи при идентификаци?ата на материите. Биде??и топлинската енерги?а на молекулите е поголема од енерги?ата на вибрациите, об?ектите го емитираат инфрацрвеното зраче?е благодарение на сво?ата топлинска енерги?а . Брановата должина на емитираното зраче?е зависи од температурата според законот за црно тело .

Метеорологи?а [ уреди | уреди извор ]

Метеоролошките сателити, опремени со радиометри , создаваат топлински и инфрацрвени слики, на кои вешт метеоролог може да го одреди видот и височината на облаците , температурата на водените површини и зем?ата, и да ги одреди промените во океаните . Радиометрите главно работат во подрач?ето од 10,3 до 12,5 μm.

Климатологи?а [ уреди | уреди извор ]

На полето на климатологи?ата инфрацрвеното зраче?е се наб?удува за да се открие промена во енерги?ата поме?у Зем?ата и атмосферата. Тоа се користи и за проценка на глобалното затоплува?е и на Сончевото топлинско зраче?е.

“Пиргометарот“ е инструмент што работи во подрач?ето од 4,5 до 100 μm и со него се наб?удуваат зраче?ата на облаците, CO ₂ и другите стакленички гасови . То? содржи термоелектричен детектор заштитен со филтер, што е про?ирен за големи бранови должини, а не го пропушта видливиот дел од спектарот (“силициумски прозорец“).

Астрономи?а [ уреди | уреди извор ]

Астрономите ги наб?удуваат вселенските об?екти во инфрацрвеното подрач?е на електромагнетниот спектар со сите делови за оптичките телескопи , вклучува??и ги огледалата , ле?ите и детекторите. За да се доби?ат слики во инфрацрвениот спектар, потребно е деловите да бидат внимателно заштитени, а детекторите обично се ладат со течен хелиум .

Чувствителноста на инфрацрвените телескопи на Зем?ата е значително ограничена поради водената пареа воатмосферата, ко?а впива дел од инфрацрвениот спектар што доа?а од вселената, освен во подрач?ата на “атмосферските прозорци“. Затоа е подобро инфрацрвените телескопи да се сместат на големи надморски височини, да се постават во балони на топол воздух или во авиони .

Инфрацрвените телескопи се корисни за астрономите затоа што студените и темните молекуларни облаци на гасовите и прашината го замаглуваат погледот кон многу ?везди. Инфрацрвените телескопи се користат и за наб?удува?е на прото?вездите , пред да почнат да емитираат видлива светлина. Биде??и ?вездите многу малку емитираат во инфрацрвеното подрач?е, можно е да се открие рефлектираната светлина од планетите .

Инфрацрвените телескопи се користат и за наб?удува?е на ?адрата на активните галаксии , што обично се замаглени со гасови и прашина. Далечните галаксии со црвено поместува?е имаат дел од спектарот поместен на поголеми бранови должини, така што на?добро се гледаат во инфрацрвеното подрач?е.

Истори?а на уметноста [ уреди | уреди извор ]

Инфрацрвените рефлектограми, како што ги нарекуваат историчарите на уметноста , служат за открива?е на скриените слоеви бо?а на уметничките слики, односно за да откри?ат дали неко?а слика е оригинал или копи?а , или дали сликата е изменета со реставраторски интервенции. Инфрацрвените уреди се корисни и при открива?ето на старите текстови (ракописи), како што се “ Ракописите од Мртвото Море ” или ракописите прона?дени во пештерите Могао .

Биолошки системи [ уреди | уреди извор ]

Посто?ат животни кои имаат сетила за инфрацрвеното зраче?е, како што се змиите , вампирските лил?аци , некои тврдокрилци , некои пеперутки и бубачки.

Заштита на работа [ уреди | уреди извор ]

Ка? некои индустриски гранки постои опасност од вли?анието на инфрацрвеното зраче?е врз очите и видот, па затоа е потребно да се носат заштитни очила со инфрацрвени филтри.

Зем?ата и инфрацрвеното зраче?е [ уреди | уреди извор ]

Зем?ината површина и облаците го впиваат видливото и невидливото зраче?е од Сонцето и повторно, назад во атмосферата , емитираат голем дел од енерги?ата во инфрацрвениот дел на спектарот. Некои честички во атмосферата, главно капки од водата и водената пареа, но и ?аглеродниот диоксид , метанот , азотниот субоксид , сулфурниот хексафлуорид и хлор-флуор-?аглеродот ^[15] , го впиваат то? дел од инфрацрвеното зраче?е и повторно го испуштаат во сите насоки на Зем?ата . На то? начин ефектот на стаклена градина ги загрева атмосферата и површината на Зем?ата на повисока температурa, отколку кога би го немало инфрацрвеното зраче?е.

Истори?а [ уреди | уреди извор ]

Открива?ето на инфрацрвеното зраче?е му се припишува на Вилхелм Хершел , астроном од XIX век, ко? во 1800 година об?авил труд поврзан со инфрацрвеното зраче?е. То? користел призма за да создаде прекршува?е или рефракци?а на светлината од Сонцето и открил зголемува?е на температурата на топломерот во невидливиот дел на инфрацрвеното подрач?е. Бил изненаден и новите зраци ги нарекол “топлински“ зраци.

Наводи [ уреди | уреди извор ]

п р у Електромагнетен спектар Гама-зраче?е   · Рентгенско зраче?е   · ултравиолетово зраче?е   · Видливо зраче?е   · инфрацрвено зраче?е   · Терахерцно зраче?е   · Микробраново зраче?е   · Радиобраново зраче?е ←  повисоки честоти         поголеми бранови должини  → Видливи (оптички) Виолетов   · Син   · Зелен   · Жолт   · Портокалов   · Црвен Микробранови W-по?ас   · V-по?ас   · Q-по?ас   · K a -по?ас   · K-по?ас   · K u -по?ас   · X-по?ас   · S-по?ас   · C-по?ас   · L-по?ас Радиоспектар EHF   · SHF   · UHF   · VHF   · HF   · MF   · LF   · VLF   · ULF   · SLF   · ELF Бранови должини Миркобранови   · Кратки бранови   · Средни бранови   · Долги бранови

Нормативна контрола WorldCat LCCN : sh85066322 GND : 4161686-8 BNF : cb11948695s (податоци) NDL : 00570566 NKC : ph456984 BNE : XX526729