日期：2022-02-14
紅外輻射 (IR) 或紅外光是一種輻射能量，人眼看不到，但我們可以感覺(jué)到熱。宇宙中的所有物體都會(huì)發(fā)出一定程度的紅外輻射，但最明顯的兩個(gè)來(lái)源是太陽(yáng)和火。
紅外線一、電磁輻射
IR 是一種電磁輻射，是原子吸收然后釋放能量時(shí)產(chǎn)生的連續(xù)頻率。從最高頻率到最低頻率，電磁輻射包括伽馬射線、X射線、紫外線輻射、可見(jiàn)光、紅外線輻射、微波和無(wú)線電波。這些類(lèi)型的輻射共同構(gòu)成了電磁波譜。類(lèi)似于可見(jiàn)光譜，范圍從紫色(最短的可見(jiàn)光波長(zhǎng))到紅色(最長(zhǎng)的波長(zhǎng))，紅外輻射有自己的波長(zhǎng)范圍。較短的“近紅外”波在電磁光譜上更接近可見(jiàn)光，不會(huì)發(fā)出任何可檢測(cè)到的熱量，并且是從電視遙控器中釋放出來(lái)以改變頻道的。據(jù)美國(guó)宇航局稱(chēng)，較長(zhǎng)的“遠(yuǎn)紅外”波在電磁波譜上更接近微波部分，可以感覺(jué)到強(qiáng)烈的熱量，例如來(lái)自陽(yáng)光或火的熱量。
紅外線二、紅外輻射
紅外輻射是熱量從一個(gè)地方傳遞到另一個(gè)地方的三種方式之一，另外兩種是對(duì)流和傳導(dǎo)。溫度高于 5 度開(kāi)爾文(負(fù) 450 華氏度或負(fù) 268 攝氏度)的所有物體都會(huì)發(fā)出紅外輻射。根據(jù)田納西大學(xué)的說(shuō)法，太陽(yáng)釋放出一半的總能量作為紅外線，而恒星的大部分可見(jiàn)光被吸收并以紅外線的形式重新發(fā)射。家庭用途加熱燈和烤面包機(jī)等家用電器使用紅外輻射來(lái)傳遞熱量，工業(yè)加熱器(例如用于干燥和固化材料的加熱器)也是如此。根據(jù)環(huán)境保護(hù)署的數(shù)據(jù)，白熾燈泡只有大約 10% 的電能輸入轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)光能，而另外 90% 則轉(zhuǎn)化為紅外輻射。
紅外線三、紅外激光器
紅外激光器可用于幾百米或碼距離的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。根據(jù)How Stuff Works的說(shuō)法，依賴(lài)紅外輻射的電視遙控器從發(fā)光二極管 (LED) 向電視中的紅外接收器發(fā)射紅外能量脈沖。接收器將光脈沖轉(zhuǎn)換為指示微處理器執(zhí)行編程命令的電信號(hào)。紅外線感應(yīng)紅外光譜最有用的應(yīng)用之一是傳感和檢測(cè)。地球上的所有物體都以熱的形式發(fā)出紅外輻射。這可以通過(guò)電子傳感器檢測(cè)到，例如夜視鏡和紅外攝像機(jī)中使用的那些。
紅外線四、紅外傳感器
根據(jù)加州大學(xué)伯克利分校(UCB)的說(shuō)法，這種傳感器的一個(gè)簡(jiǎn)單例子是輻射熱計(jì)，它由一個(gè)望遠(yuǎn)鏡組成，其焦點(diǎn)處有一個(gè)溫度敏感電阻器或熱敏電阻。如果溫暖的物體進(jìn)入該儀器的視野，熱量會(huì)導(dǎo)致熱敏電阻兩端的電壓發(fā)生可檢測(cè)的變化。夜視攝像機(jī)使用更復(fù)雜的輻射熱計(jì)版本。這些相機(jī)通常包含對(duì)紅外光敏感的電荷耦合器件 (CCD) 成像芯片。然后可以在可見(jiàn)光下再現(xiàn)由 CCD 形成的圖像。這些系統(tǒng)可以做得足夠小，以用于手持設(shè)備或可穿戴夜視鏡。這些相機(jī)也可用于槍械瞄準(zhǔn)具，無(wú)論是否添加紅外激光瞄準(zhǔn)。
紅外線五、紅外光譜
紅外光譜測(cè)量特定波長(zhǎng)材料的紅外發(fā)射。當(dāng)電子在軌道或能級(jí)之間躍遷時(shí)，當(dāng)光子(光粒子)被分子中的電子吸收或發(fā)射時(shí)，物質(zhì)的紅外光譜將顯示出特征性的下降和峰值。然后，該光譜信息可用于識(shí)別物質(zhì)和監(jiān)測(cè)化學(xué)反應(yīng)。
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