Podczerwie? , promieniowanie podczerwone , IR ^[1] ( ang.   infrared ) ? promieniowanie elektromagnetyczne o długo?ci fal mi?dzy ?wiatłem widzialnym a falami radiowymi ^[a] . Oznacza to zakres od 780 nanometrow do 1 milimetra. Energia fotonow promieniowania podczerwonego zawiera si? w przedziale od 0,001 eV do 1,6 eV, a cz?stotliwo?? drga? od 300 GHz do 400 THz.

Ka?de ciało o temperaturze wi?kszej od zera bezwzgl?dnego emituje promieniowanie cieplne (zobacz ciało doskonale czarne ). Ju? w temperaturze kilku kelwinow ciała emituj? promieniowanie elektromagnetyczne w zakresie dalekiej podczerwieni, ciała o temperaturze pokojowej emituj? najwi?cej promieniowania o długo?ci fali rz?du 10 μm . Przedmioty o wy?szej temperaturze emituj? wi?cej promieniowania i o mniejszej długo?ci, co pozwala na ich wykrycie przez ich promieniowanie.

Zakresy promieniowania [ edytuj | edytuj kod ]

Funkcjonuje kilka podziałow podczerwieni na pasma; w Polsce u?ywany jest nast?puj?cy:

• bliska podczerwie?, (NIR, ang.   near infrared ) to zakres 0,8?2,5 μm
• ?rednia podczerwie? (MIR, ang.   mid infrared ) to zakres 2,5?25 μm
• daleka podczerwie? (FIR, ang.   far infrared ) to zakres 25?1000 μm.

Terminologia ta jest płynna i stosowana w ro?ny sposob w ro?nych obszarach ? na przykład termografia posługuje si? tymi samymi nazwami dla innych przedziałow długo?ci fal.

Zastosowania [ edytuj | edytuj kod ]

Termografia [ edytuj | edytuj kod ]

Promieniowanie podczerwone mo?e słu?y? do zdalnego okre?lania temperatury obiektow, oraz obrazowania z wykorzystaniem ro?nic w promieniowaniu cieplnym ciał ^[2] . Dla ciał o temperaturze zbli?onej do pokojowej technika ta zwana jest termografi? , a w przypadku gor?cych ciał pirometri? . Termografia jest stosowana głownie w zastosowaniach wojskowych i przemysłowych, ale technologia dociera na rynek publiczny w postaci kamer na podczerwie? w samochodach ze wzgl?du na znacznie zmniejszenie kosztow produkcji kamer mikrobolometrycznych .

W termografii zwanej czynn? ro?nice promieniowania ciał uzyskuje si? przez pobudzenie obserwowanego ciała energi? z innego ?rodła. Stosowane techniki pobudzania (nagrzewania) mog? by? wewn?trzne: przepływ pr?du, indukcja elektromagnetyczna, rozpraszanie ?wiatła , rozpraszanie fal ultrad?wi?kowych, drgania. W?rod zewn?trznych technik pobudzania s? ogrzewanie promieniowaniem podczerwonym lub widzialnym ^[3] .

Noktowizja [ edytuj | edytuj kod ]

Promieniowanie podczerwone z zakresu bliskiej podczerwieni wykorzystywane jest w noktowizorach , zwi?kszenie zakresu rejestrowanego promieniowania zwi?ksza czuło?? kamery. Kamery, głownie w ochronie i nadzorze, w trybie nocnym rejestruj? obraz w bliskiej podczerwieni umo?liwiaj?c obserwacj? w ciemno?ci bez zaburzania ?rodowiska ?wiatłem widzialnym. Kamery te s? wyposa?one we własne o?wietlacze, albo wymagaj? zewn?trznego ?rodła promieniowania podczerwonego ^[4] .

Obrazowanie wielospektralne [ edytuj | edytuj kod ]

Wybrane zakresy promieniowania podczerwonego mog? by? rejestrowane w obrazowaniu wielospektralnym w ktorym w oprocz spektrum ?wiatła widzialnego rejestruje si? tak?e wybrane zakresy podczerwieni.

Fotografia [ edytuj | edytuj kod ]

Aparaty i kamery fotograficzne powinny mie? charakterystyk? widmow? identyczn? jak oko ludzkie i nie rejestrowa? promieniowania podczerwonego, ale niektore aparaty fotograficzne , szczegolnie te tanie i w smartfonach maj? słaby filtr podczerwieni, w tych aparatach intensywno?? koloru czerwonego jest zaburzona przez promieniowanie podczerwone.

Ogrzewanie i chłodzenie [ edytuj | edytuj kod ]

Promieniowanie podczerwone jest no?nikiem energii i ka?de ciało o temperaturze wy?szej od temperatury otoczenia wypromieniowuje wi?cej energii cieplnej ni? otrzymuje z otoczenia, dodatkowo powietrze jest przezroczyste dla podczerwieni. Powoduje to przekazywanie energii cieplnej przez promieniowanie, umo?liwia tak?e konstruowanie urz?dze?, ktore nagrzane elektrycznie lub spalanie s? promiennikami podczerwieni, s? stosowane w ceramicznych kuchenkach elektrycznych , saunach, pomieszczeniach przemysłowych, procesach produkcyjnych. Promieniowanie podczerwone umo?liwia szybkie i bezdotykowe nagrzanie powierzchni.

Promieniowanie podczerwone ciał mo?e by? wykorzystane do chłodzenia ciał, w tym do chłodzenia budynkow i innych systemow. W przestrzeni kosmicznej i przedmiotach w pro?ni jest jedynym sposobem przekazywania energii cieplnej.

Komunikacja [ edytuj | edytuj kod ]

Transmisja informacji z wykorzystaniem podczerwieni przenoszonej w powietrzu znalazła liczne zastosowania. Jest powszechnie u?ywana w pilotach zdalnego sterowania do sterowania sprz?tem domowym, takim jak telewizory, sprz?t audio, klimatyzacj?. Jest wykorzystywana do detekcji poło?enia czujnika lub przegrody lub intruza w automatyce. Transmisja danych mi?dzy urz?dzeniami techniki cyfrowej na niewielkie odległo?ci w standardzie IrDA była lansowana pod koniec XX w., jednak została wyparta przez techniki oparte na falach radiowych. Tworzenie powietrznych ł?czy cyfrowych z u?yciem laserow na podczerwie? nie znalazło szerokiego zastosowania ze wzgl?du na wra?liwo?? transmisji na mgł?, zadymienie lub intruza przerywaj?cego wi?zk? promieniowania, ale wada ta została wykorzystana w zaawansowanych systemach ochrony obiektow do wykrywania naruszenia ci?gło?ci wi?zki w ochranianych obiektach.

Transmisja danych z wykorzystaniem podczerwieni przenoszonej w ?wiatłowodzie staje si? w XXI w. coraz powszechniejsz? technik? przekazywania informacji.

Spektroskopia [ edytuj | edytuj kod ]

Spektroskopia w podczerwieni jest technik?, ktor? mo?na zastosowa? do identyfikacji cz?steczek poprzez analiz? ich wi?za? składowych. Ka?de wi?zanie chemiczne w cz?steczce wibruje z cz?stotliwo?ci? charakterystyczn? dla tego wi?zania. Je?li oscylacja prowadzi do zmiany dipola w cz?steczce, wowczas cz?steczka pochłonie foton o energii rownej energii wzbudzenia. Cz?stotliwo?ci wibracyjne wi?kszo?ci cz?steczek odpowiadaj? cz?stotliwo?ciom ?wiatła podczerwonego. Zazwyczaj technik? stosuje si? do badania zwi?zkow organicznych wykorzystuj?c promieniowanie podczerwone w ?rodkowej podczerwieni.

Meteorologia i klimatologia [ edytuj | edytuj kod ]

Satelitarne fotografie chmur i powierzchni Ziemi w podczerwieni ułatwiaj? rozpoznawanie zjawisk pogodowych, ocen? rodzaju i temperatury chmur, temperatur? gleby i oceanu. Zastosowanie radiometrow w spektrografach umo?liwia badanie spektroskopowe podczerwieni ?wiatła słonecznego przechodz?cego przez atmosfer?, a na jej podstawie analiz? zawarto?ci gazow cieplarnianych w atmosferze Ziemi, szczegolnie dwutlenku w?gla .

Astronomia [ edytuj | edytuj kod ]

Obserwacje astronomiczne w zakresie bliskiej podczerwieni s? prowadzone z u?yciem metod i urz?dze? stosowanych w astronomii optycznej . Dla dłu?szych fal konieczne jest ograniczenie promieniowania cieplnego teleskopu, towarzysz?cych mu urz?dze? i zewn?trznych obiektow, dlatego elementy teleskopu na podczerwie? musz? by? starannie osłoni?te przed ?rodłami ciepła, a detektory s? chłodzone nawet do temperatury ciekłego helu . Czuło?? ziemskich teleskopow na podczerwie? jest znacznie ograniczona przez par? wodn? i dwutlenek w?gla w atmosferze, ktore pochłaniaj? promieniowanie podczerwone z wyj?tkiem obszarow zwanymi oknami w podczerwieni. Ograniczenie to mo?na cz??ciowo złagodzi?, umieszczaj?c teleskop na du?ej wysoko?ci lub wyeliminowa? umieszczaj?c teleskop w przestrzeni kosmicznej. Promieniowanie podczerwone jest emitowane przez chłodne obiekty astronomiczne, jest rozpraszane na zimnych, a przez to i ciemnych chmurach pyłu i gazu. Promieniowanie to znacznie lepiej przenika przez chmury pyłu. Dzi?ki czemu mo?e by? wykorzystane do wykrywania protogwiazd zanim zaczn? emitowa? ?wiatło widzialne, obserwacji obszarow zasłoni?tych pyłem kosmicznym w np. pobli?u centrow aktywnych galaktyk . Odst?pstwo od spektrum promieniowania ciała doskonale czarnego w zakresie podczerwieni ?wiadczy o obecno?ci chłodnych obiektow w pobli?u gwiazd, mog? to by? dyski albo planety ^[5] .

Inne zastosowania [ edytuj | edytuj kod ]

• pomiar odległo?ci ? dalmierze podczerwone w zakresie 0,25?1,5 μm (w tachimetrii , pomiar bazy w sieci triangulacyjnej ), skanery laserowe pracuj?ce w zakresie do 80 μm (pomiar opo?nienia)
• badania historii obrazu malarskiego ? w podczerwieni wida? wcze?niejsze warstwy szkicow i przemalowywa?

Historia [ edytuj | edytuj kod ]

W 1800 roku fizyk William Herschel umie?cił termometr rt?ciowy w widmie optycznym uzyskanym z pryzmatu . Eksperyment ten pozwolił mu zmierzy? ilo?? energii cieplnej przenoszonej przez poszczegolne kolory ?wiatła. Ku jego zaskoczeniu okazało si?, ?e termometr najbardziej rozgrzewa si?, gdy znajdzie si? na nieo?wietlonym polu poni?ej czerwonego koloru. Doszedł do wniosku, i? istnieje niewidzialne dla oka promieniowanie ?podczerwone”, ktore transmituje ciepło w postaci niewidocznej fali ?wietlnej.

Zobacz te? [ edytuj | edytuj kod ]

Zobacz hasło podczerwie? w Wikisłowniku

Zobacz wiadomo?? w serwisie Wikinews pt. Naukowcy zbadali zastosowania promieniowania podczerwonego emitowanego przez r?ce

• infrad?wi?ki
• ultrafiolet
• terapia promieniowaniem IR
• termowizor

Uwagi [ edytuj | edytuj kod ]

Przypisy [ edytuj | edytuj kod ]