Infrapunasäteilyallot, sovellukset, esimerkit

Se infrapunasäteily o Infrapunavalo on osa sähkömagneettista spektriä ja koostuu sähkömagneettisista kentäistä, jotka kykenevät leviämään tyhjössä ja energian kuljettamisessa.

Infrapunasäteilyn aallonpituusalue on välillä 1 x 10^-3 ja 7 x 10^-7 m. Yläraja on näkyvän spektrin punaisella valolla sen alapuolella, joten nimi infrapuna.

Projektori infrapuna -anturilla. Lähde: Pixabay.

Elävät olennot ja esineet yleensä pääsevät lämpösäteilyyn tai infrapunaaltoihin. Emme näe niitä, mutta näemme ne lämmönä, koska melkein mikä tahansa materiaali, mukaan lukien iho, imeä ne helposti.

Kun esine absorboi infrapunasäteilyä, sen sisäinen energia kasvaa, koska atomit ja molekyylit värähtelevät suuremmalla sekoittamisella. Tämä tarkoittaa lämpötilan nousua, joten se eroaa ionisoivasta säteilystä, jolla on tarpeeksi energiaa molekyylien ionisointiin.

Joten infrapunasäteilyn vaikutukset eläviin olentoihin ovat pohjimmiltaan lämpöluonteisia.

[TOC]

Infrapunaalto

Sähkömagneettinen spektri, joka näyttää infrapuna -alueen. André Oliva / julkinen alue.

Infrapunasäteily on jaettu kolmeen tyyppiin tai nauhoihin*, heille annetun käytön mukaan:

-Läheinen viha tai infrapuna, rajoitukset spektrin näkyvällä osalla: 780-1400 nm

-IRB tai keskisuuri infrapuna, lukuisilla sovelluksilla: 1.4 - 3 μm

-IRC, mikroaaltouunia seuraava aika: 3 - 1000 μm

On huomattava, että nämä rajat eivät ole tiukkoja. Tutkijat perustivat heidät helpottamaan sähkömagneettisen säteilyn tutkimusta, koska aallonpituuksien alue on erittäin laaja.

Infrapunasäteilysovellukset

Kuva kahdesta ihmisestä, jotka on otettu pitkällä aallonpituudella infrapunavalolla. Lähde: Wikimedia Commons

Suuri englantilainen tähtitieteilijä William Herschel löysi infrapunasäteilyn 1800 -luvun alussa, ja myöhemmin noin vuonna 1879 oli jo keksitty laitteita, joiden avulla mitataan auringon lämpöä säteily: bolometrit.

Voi palvella sinua: työ: kaava, yksiköt, esimerkit, harjoitukset

Nämä laitteet absorboivat lämpösäteilyä, joka lämmittää materiaalin, jonka signaali muuttuu helposti mitattavaksi sähkövirraksi. Tämä virta on verrannollinen lämpötilan nousuun.

*1 nm tai nanometri on yhtä suuri kuin 1 x 10 ^-9 M, kun taas 1 μm on 1 x 10 ^-6 m.

Mutta on paljon enemmän. Kuten olemme sanoneet, infrapunasäteilyllä on lukuisia sovelluksia tekniikassa, tieteessä ja lääketieteessä, joista meistä nimeämme:

Lämpömittarit

Infrapuna -anturin lämpömittari. Lähde: Pixabay.

Infrapunalämpömittarilla on anturi, joka vangitsee esineiden luonnollisesti lähettämän lämmön.

Kehon lämpötilan mittaamiseksi lämpömittari asetetaan korvan lähelle, tällä tavalla tulevat lämpöä, joka saavuttaa lämpömittarin anturin, missä siitä tulee sitten sähköinen havaittu lämpöenergia, joka on verrannollinen lämpöenergiaan. Lukeminen näkyy nopeasti digitaalisella näytöllä.

Fysioterapia

Infrapunasäteily on fysioterapian terapeuttinen aine, koska sillä on anti -inflammatorisia vaikutuksia tietyissä vaivoissa ja vammoissa, se lievittää supistuksia ja kipua.

Siksi sitä käytetään niveltulehduksen, selkäkipujen ja liikunnan jälkeisenä hoidon hoitamiseen vain muutamia sovelluksia.

Käsittely, joka kestää yleensä 15–30 minuuttia, suoritetaan yleensä erityisten lamppujen ansiosta, joiden lamppu on täynnä inertistä kaasua.

Lämpölähde on volframi- tai hiilfilamentti, joka on varustettu heijastimella, säteilyn ohjaamiseksi asianmukaisesti sairastuneelle alueelle, huolehtimaan siitä, ettei ihoa polttaa.

Infrapunasähämpötiede

Universumi säteilee suuren määrän infrapunasäteilyä. Tätä käytetään muukalaisten, avaruusalueiden tarkkailuun, jotka ovat täynnä vetyä ja heliumia, missä tähdet ja vastaavat aihekielet muodostuvat niiden ympärille, jotka lopulta aiheuttavat planeettajärjestelmiä.

Erittäin kylmät tähdet, esimerkiksi punaiset kääpiöt, jotka ovat myös maailmankaikkeudessa runsaimmin, tutkitaan oikein infrapunasäteilyllä, samoin kuin meiltä siirtyviä galakseja.

Voi palvella sinua: kitka: tyypit, kerroin, laskenta, harjoitukset

Infrapunaspektroskopia

Se on analyyttinen tekniikka, jota käytetään monilla aloilla: tähtitiede, materiaalitiede, ruoka ja muut.

Käytän infrapunaspektriä aineen kemiallisen koostumuksen määrittämiseen ja on erityisen sopiva orgaanisten yhdisteiden analysointiin.

Se toimii näin: väliaineeseen saavuttava säteily voi heijastua osittain ja loput imeytyy ja sitten välitetään. Kun analysoitat siirrettyjä säteilyä ja sen muutoksia tapahtuvan säteilyä koskevan suhteen, ympäristön ominaisuudet tunnetaan.

Kun infrapunasäteily absorboi molekyyli. Näitä muutoksia kutsutaan resonanssi.

Koe suoritetaan a infrapunaspektrometri. Siellä näyte on vuorovaikutuksessa infrapunasäteilyn kanssa ja lähetetyt säteilytiedot kerätään.

Spektrometri sisällytti ohjelmiston, joka on tarpeen ainespektrin luomiseksi, kuvaaja, jolla on ominaiset kaistat ja piikit, mikä on kuin sormenjälki.

Jokainen piikki osoittaa molekyylien tietyn energiatilan ja niiden havaintokoostumus ja aineen ominaisuudet johdetaan.

Joukkueet Night Visioniin

Alun perin sotilasjoukkueena kehitetty anturit, jotka vangitsevat aineen liikkeeseenlaskun, erityisesti elävät organismit.

Infrapunasäteilyesimerkit

Normaalin valokuvan (alla) ja infrapunakuvan vertailu (alla). Muovipussi on läpinäkyvä pitkän aallon infrapunalle, mutta ihmisen lasit ovat läpinäkymättömiä

Kaikki aine säteilee infrapunasäteilyä suuremmassa tai pienemmässä määrin. Absoluuttinen lämpötila nolla on yhtä suuri kuin atomin ja sen ainesosan hiukkasten liikkeiden kokonais lopettaminen. Mutta sitä ei ole vielä havaittu, vaikka alhaisten lämpötilojen erityisissä laboratorioissa se on ollut melko lähellä.

Voi palvella sinua: aaltoilevat ilmiöt

Tällä tavoin mikä tahansa maailmankaikkeuden osa emittoi infrapunasäteilyä, esimerkiksi edellä mainitut sumut.

Sitten on lähempänä infrapunasäteilyä:

Aurinko ja maa

-Lämpösäteily tulee auringosta, tärkein valon ja lämmön lähde.

-Itse maalla on sisälämpö, ​​johtuen planeetan muodostavien eri kerrosten dynamiikasta, siksi se on myös infrapunasemaa.

-Jotkut ilmakehän kaasut, kuten hiilidioksidi ja metaani, ovat infrapunasäteilyn hyvä absorboiva, joka sitten säteilee kaikkiin suuntiin, planeetan lämmittäminen. Se on tuttava kasvihuoneilmiö.

Elävät olennot

-Kuumaverhot ihmiset ja eläimet lähettävät lämpöä.

Tekniikka

-Hyvin tunnettu hehkulamput antavat suuren määrän lämpöä. Itse asiassa melkein kaikki sähköenergiat muuttuvat lämpösäteilyksi ja näkyvällä valoalueella pääsee hyvin vähän.

-Etätelevisiohallinnot, lelut, ovet ja muut laitteet, työskentele infrapunavalolla.

Ohjauksessa on pienen painettu piiri, joka sisältää kunkin toiminnon koodattua signaalia. Tämä lähetetään infrapunaemitterille (punainen LED). Laitteessa on toinen piiri, joka vastaanottaa tämän signaalin ja suorittaa pyydetyn toiminnon.

-Moottorit lämmitetään niiden toiminnan aikana, samoin kuin sähkö- ja elektroniset laitteet, kuljettajien kautta tuottavat sähkövirta tuottaa lämmön, samoin kuin liikkuvien osien välinen kitka.

-Laser, jota käytetään lääketieteellisissä ja teollisissa prosesseissa, tuottaa infrapunasäteilyä. CD -lukijoissa ja monimuotoisimmissa antureissa on kiinteätilasereita.

Viitteet

1. Fontal, b. Sähkömagneettinen spektri ja sen sovellukset. Venezuelan kemian opetuskoulu.
2. Giancoli, D.  2006. Fysiikka: sovellusten periaatteet. Kuudes. Ed Prentice Hall.
3. Mondragón, P. Infrapunaspektroskopia. Palautettu: ciatej.MX.
4. Säteily ja infrapunavalo. Palautettu: Ptolemaios.Yksinäinen.MX.
5. Serway, R., Jewett, J. (2008). Fysiikka tieteen ja tekniikan fysiikka. Nide 2. Seitsemäs. Ed. Cengage -oppiminen.