✖


Jump to content

Инфракрасный

Чтобы узнать о других значениях, см. Инфракрасный (значения) .
Изображение двух людей в искусственных цветах , полученное в длинноволновом инфракрасном (тепловом) излучении.
Это псевдоцветное изображение инфракрасного космического телескопа имеет синий, зеленый и красный цвета, соответствующие длинам волн 3,4, 4,6 и 12 мкм соответственно.

Инфракрасное излучение ( ИК ; иногда его называют инфракрасным светом ) — это электромагнитное излучение (ЭМИ) с длинами волн длиннее, чем у видимого света, но короче, чем у микроволн . Инфракрасный спектральный диапазон начинается с волн, которые чуть длиннее, чем волны красного света (самые длинные волны в видимом спектре ), поэтому ИК-излучение невидимо для человеческого глаза. Обычно под ИК понимают длины волн от 750 нм (400 ТГц ) до 1 мм (300 ГГц ). [1] [2] ИК обычно разделяют на более длинноволновое тепловое ИК, излучаемое наземными источниками, и более коротковолновое ИК или ближнее ИК, часть солнечного спектра . [3] Более длинные волны ИК-излучения (30–100 мкм) иногда включают в диапазон терагерцового излучения . [4] Почти все излучение черного тела от объектов с температурой около комнатной находится в ИК-диапазоне. Как форма электромагнитного излучения, ИК переносит энергию и импульс , оказывает давление и имеет свойства, соответствующие свойствам волны — и частицы фотона радиационное .

Давно было известно, что пожары излучают невидимое тепло ; в 1681 году экспериментатор-новатор Эдм Мариотт показал, что стекло, хотя и прозрачное для солнечного света, препятствует лучистому теплу. [5] [6] В 1800 году астроном сэр Уильям Гершель обнаружил, что инфракрасное излучение представляет собой разновидность невидимого излучения в спектре с меньшей энергией, чем красный свет путем воздействия на термометр . [7] энергии Исследования Гершеля в конечном итоге показали, что чуть больше половины солнечной поступает на Землю в форме инфракрасного излучения. Баланс между поглощаемым и излучаемым инфракрасным излучением оказывает важное влияние на климат Земли .

Инфракрасное излучение излучается или поглощается молекулами при изменении вращательно-колебательных движений. Он возбуждает колебательные моды в молекуле за счет изменения дипольного момента , что делает его полезным диапазоном частот для изучения этих энергетических состояний молекул правильной симметрии. Инфракрасная спектроскопия исследует поглощение и передачу фотонов в инфракрасном диапазоне. [8]

Инфракрасное излучение используется в промышленных, научных, военных, коммерческих и медицинских целях. Приборы ночного видения, использующие активную ближнюю инфракрасную подсветку, позволяют наблюдать за людьми или животными без обнаружения наблюдателя. Инфракрасная астрономия оснащенные датчиками, использует телескопы, для проникновения в пыльные области космоса, такие как молекулярные облака , для обнаружения таких объектов, как планеты , и для наблюдения за сильно смещенными в красную сторону объектами из первых дней существования Вселенной . [9] Инфракрасные тепловизионные камеры используются для обнаружения потерь тепла в изолированных системах, для наблюдения за изменением кровотока в коже, для оказания помощи при пожаротушении и для обнаружения перегрева электрических компонентов. [10] Военные и гражданские приложения включают обнаружение целей , наблюдение , ночное видение , самонаведение и отслеживание. Люди с нормальной температурой тела излучают в основном волны с длиной волны около 10 мкм. Невоенное использование включает тепловой эффективности анализ , мониторинг окружающей среды, проверки промышленных объектов, обнаружение растений ближнего действия , дистанционное измерение температуры, беспроводную связь , спектроскопию и прогнозирование погоды .

Определение и связь электромагнитным с спектром

Общепринятого определения диапазона инфракрасного излучения не существует. Обычно за него принимают расстояние от номинального красного края видимого спектра при 700 нм до 1 мм. Этот диапазон длин волн соответствует диапазону частот примерно от 430 ТГц до 300 ГГц. За инфракрасным излучением находится микроволновая часть электромагнитного спектра . Терагерцовое излучение все чаще считается частью микроволнового диапазона, а не инфракрасного, в результате чего граница инфракрасного диапазона сдвигается на 0,1 мм (3 ТГц).

Легкое сравнение [11]
Имя Длина волны Частота (Гц) Энергия фотона (эВ)
Гамма-лучи менее 22:00 более 30 ЭГц более 124 кэВ
рентген 22:00 – 10 морских миль 30 ФГц – 30 ЭГц 124 кэВ - 124 эВ
Ультрафиолетовый 10 нм – 400 нм 750 ТГц – 30 ФГц 124 эВ – 3,3 эВ
Видимый 400–700 нм 430 ТГц – 750 ТГц 3,3 эВ – 1,7 эВ
Инфракрасный 700 нм – 1 мм 300 ГГц – 430 ТГц 1,7 эВ – 1,24 мэВ
Микроволновая печь 1 мм – 1 метр 300 МГц – 300 ГГц 1,24 мэВ – 1,24 мкэВ
Радио 1 метр и более 300 МГц и ниже 1,24 мкэВ и ниже

Природа [ править ]

Солнечный свет при эффективной температуре 5780 К (5510 °C, 9940 °F) состоит из излучения ближнего теплового спектра, который немного больше половины инфракрасного. В зените солнечный свет обеспечивает интенсивность излучения чуть более 1 кВт на квадратный метр на уровне моря. Из этой энергии 527 Вт — инфракрасное излучение, 445 Вт — видимый свет и 32 Вт — ультрафиолетовое излучение. [12] Почти все инфракрасное излучение солнечного света близко к инфракрасному, короче 4 мкм.

На поверхности Земли, при гораздо более низких температурах, чем на поверхности Солнца, некоторое тепловое излучение состоит из инфракрасного излучения в средней инфракрасной области, что намного дольше, чем у солнечного света. Чернотельное или тепловое излучение является непрерывным: оно излучает на всех длинах волн. Из этих естественных процессов теплового излучения только молния и естественные пожары достаточно горячие, чтобы производить много видимой энергии, а пожары производят гораздо больше инфракрасной энергии, чем энергии видимого света. [13]

Регионы [ править ]

В целом объекты излучают инфракрасное излучение в широком спектре длин волн, но иногда интерес представляет только ограниченная область спектра, поскольку датчики обычно собирают излучение только в пределах определенной полосы пропускания. Тепловое инфракрасное излучение также имеет максимальную длину волны излучения, которая обратно пропорциональна абсолютной температуре объекта в соответствии с законом смещения Вина . Инфракрасный диапазон часто подразделяется на более мелкие участки, хотя способ разделения ИК-спектра варьируется в зависимости от различных областей, в которых используется ИК.

Видимый предел [ править ]

Обычно считается, что инфракрасное излучение начинается с длин волн, превышающих видимую человеческим глазом. Не существует жесткого ограничения длины волны видимого света, поскольку чувствительность глаза быстро, но плавно снижается для длин волн, превышающих примерно 700 нм. Поэтому длины волн чуть более длинные можно увидеть, если они достаточно яркие, хотя согласно обычным определениям их все равно можно классифицировать как инфракрасные. Таким образом, свет лазера ближнего ИК-диапазона может казаться тускло-красным и представлять опасность, поскольку на самом деле он может быть довольно ярким. И даже ИК-излучение с длиной волны до 1050 нм от импульсных лазеров при определенных условиях человек может увидеть. [14] [15] [16]

Часто используемая схема подразделения [ править ]

Обычно используемая схема подразделения: [17] [18]

Название подразделения Аббревиатура Длина волны Частота Фотонная энергия Температура [я] Характеристики
Ближний инфракрасный диапазон БИК, ИК-А DIN 0,75–1,4 мкм 214–400 ТГц 886–1653 мэВ 3864–2070 К
(3591–1797 ° С ) 		Доходит до длины волны первой полосы поглощения воды и обычно используется в волоконно-оптической телекоммуникации из-за низких потерь затухания в среде SiO 2 стекла ( кремнезема ). Усилители изображения чувствительны к этой области спектра; примеры включают устройства ночного видения, такие как очки ночного видения. спектроскопия ближнего инфракрасного диапазона Еще одним распространенным применением является .
Коротковолновое инфракрасное излучение SWIR, IR-B DIN 1,4–3 мкм 100–214 ТГц 413–886 мэВ 2070–966 К
(1797–693 ° С ) 		Водопоглощение значительно увеличивается при длине волны 1450 нм. Диапазон от 1530 до 1560 нм является доминирующей областью спектра для дальней связи (см. « Окна передачи» ).
Средневолновой инфракрасный MWIR, IR-C DIN ; Это? [20] Также называется промежуточным инфракрасным излучением (IIR). 3–8 мкм 37–100 ТГц 155–413 мэВ 966–362 К
(693–89 °С ) 		В технологии управляемых ракет часть этой полосы шириной 3–5 мкм представляет собой атмосферное окно, в котором предназначены для работы ГСН пассивных ИК-ракет с «тепловым наведением», наводящихся на инфракрасную сигнатуру самолета-мишени, обычно на выхлоп реактивного двигателя. шлейф. Эта область также известна как тепловое инфракрасное излучение.
Длинноволновое инфракрасное излучение LWIR, IR-C DIN 8–15 мкм 20–37 ТГц 83–155 мэВ 362–193 К
(89 – −80 °С ) 		Область «тепловидения», в которой датчики могут получать полностью пассивное изображение объектов, температура которых лишь немного превышает комнатную температуру (например, человеческого тела), на основе только теплового излучения и не требующих освещения, таких как солнце, луна, или инфракрасный осветитель. Эту область еще называют «тепловым инфракрасным».
Дальний инфракрасный ДЛЯ 15–1000 мкм 0,3–20 ТГц 1,2–83 мэВ 193–3 К
(-80,15 – -270,15 °С ) 		(см. также дальний инфракрасный лазер и дальний инфракрасный диапазон )
Сравнение теплового изображения (вверху) и обычной фотографии (внизу). Пластиковый пакет в основном прозрачен для длинноволнового инфракрасного излучения, но очки мужчины непрозрачны.

NIR и SWIR вместе иногда называют «отраженным инфракрасным излучением», тогда как MWIR и LWIR иногда называют «тепловым инфракрасным излучением».

подразделения Схема CIE ​

Международная комиссия по освещению (CIE) рекомендовала разделить инфракрасное излучение на следующие три диапазона: [21] [22]

Аббревиатура Длина волны Частота
СОБИРАЮСЬ 780 – 1400 нм
(0,78 – 1,4 мкм) 		215–430 ТГц
ИК-Б 1400–3000 нм
(1,4 – 3 мкм) 		100 – 215 ТГц
ИК-С 3000 – 1 мм
(3 – 1000 мкм) 		300 – 100 ТГц

Схема ISO 20473 [ править ]

ISO 20473 определяет следующую схему: [23]

Обозначение Аббревиатура Длина волны
Ближний инфракрасный диапазон НИР 0,78–3 мкм
Средний инфракрасный МНЕ 3–50 мкм
Дальний инфракрасный ДЛЯ 50–1000 мкм

Схема деления астрономии [ править ]

Астрономы обычно делят инфракрасный спектр следующим образом: [24]

Обозначение Аббревиатура Длина волны
Ближний инфракрасный диапазон НИР от 0,7 до 2,5 мкм
Средний инфракрасный МНЕ от 3 до 25 мкм
Дальний инфракрасный ДЛЯ выше 25 мкм.

Эти подразделения неточны и могут различаться в зависимости от публикации. Три региона используются для наблюдения за различными температурными диапазонами. [25] и, следовательно, разные среды в космосе.

Наиболее распространенная фотометрическая система, используемая в астрономии, распределяет заглавные буквы по разным спектральным областям в соответствии с используемыми фильтрами; I, J, H и K охватывают длины волн ближнего инфракрасного диапазона; L, M, N и Q относятся к средней инфракрасной области. Эти буквы обычно понимаются как обозначения атмосферных окон и появляются, например, в заголовках многих статей .

Схема разделения отклика датчика [ править ]

График пропускания атмосферы в части инфракрасной области

Третья схема делит полосу на основе отклика различных детекторов: [26]

  • Ближний инфракрасный диапазон: от 0,7 до 1,0 мкм (от примерного конца реакции человеческого глаза до кремния).
  • Коротковолновое инфракрасное излучение: от 1,0 до 3 мкм (от границы кремния до границы атмосферного окна MWIR). InGaAs покрывает примерно 1,8 мкм; менее чувствительные соли свинца покрывают эту область. Криогенно охлаждаемые детекторы КРТ могут охватывать область 1,0–2,5   мкм.
  • Средневолновой инфракрасный диапазон: от 3 до 5 мкм (определяется атмосферным окном и покрыт антимонидом индия InSb и теллуридом ртути-кадмия HgCdTe и частично селенидом свинца PbSe).
  • Длинноволновое инфракрасное излучение: от 8 до 12 или от 7 до 14 мкм (это атмосферное окно, закрытое HgCdTe и микроболометрами ).
  • Очень длинноволновое инфракрасное излучение (VLWIR) (от 12 до примерно 30 мкм, покрыто легированным кремнием).

Ближний инфракрасный диапазон — это область, ближайшая по длине волны к излучению, воспринимаемому человеческим глазом. Средний и дальний инфракрасный диапазон постепенно удаляются от видимого спектра. Другие определения основаны на других физических механизмах (пики излучения, полосы, поглощение воды), а новейшие следуют техническим причинам (обычные кремниевые детекторы чувствительны примерно к 1050 нм, тогда как . чувствительность InGaAs начинается около 950 нм и заканчивается между 1700 и 2600 нм) нм, в зависимости от конкретной конфигурации). В настоящее время международных стандартов для этих спецификаций не существует.

Начало инфракрасного излучения определяется (в соответствии с различными стандартами) при различных значениях, обычно от 700 до 800 нм, но граница между видимым и инфракрасным светом точно не определена. Человеческий глаз заметно менее чувствителен к свету с длиной волны выше 700 нм, поэтому более длинные волны вносят незначительный вклад в сцены, освещенные обычными источниками света. Особо интенсивный свет ближнего ИК-диапазона (например, от лазеров , светодиодов или яркого дневного света с отфильтрованным видимым светом) может обнаруживаться на длине волны примерно до 780 нм и восприниматься как красный свет. Источники интенсивного света с длиной волны до 1050 нм можно рассматривать как тускло-красное свечение, что вызывает некоторые трудности при освещении сцен в темноте ближним ИК-диапазоном (обычно эта практическая проблема решается непрямым освещением). Листья особенно ярки в ближнем ИК-диапазоне, и если все утечки видимого света вокруг ИК-фильтра заблокированы и глазу дается момент, чтобы приспособиться к чрезвычайно тусклому изображению, проходящему через визуально непрозрачный ИК-фотофильтр, он можно увидеть Эффект дерева , состоящий из листвы, светящейся в ИК-диапазоне. [27]

диапазоны Телекоммуникационные ​ ​

В оптической связи используемая часть инфракрасного спектра делится на семь диапазонов в зависимости от наличия источников света, передающих/поглощающих материалов (волокон) и детекторов: [28]

Группа Дескриптор Диапазон длин волн
Банда Оригинал 1260–1360 нм
Это банда Расширенный 1360–1460 нм
S-диапазон Короткая длина волны 1460–1530 нм
Группа C Общепринятый 1530–1565 нм
L-диапазон Длинная длина волны 1565–1625 нм
группа U Сверхдлинная длина волны 1625–1675 нм

C-диапазон является доминирующим диапазоном для сетей дальней связи . Диапазоны S и L основаны на менее устоявшихся технологиях и не так широко распространены.

Тепло [ править ]

Основная статья: Тепловое излучение
Материалы с более высокой излучательной способностью выглядят ближе к своей истинной температуре, чем материалы, которые больше отражают окружающую среду с разной температурой. На этом тепловом изображении керамический цилиндр с большей отражающей способностью, отражающий более прохладное окружение, кажется холоднее, чем его кубический контейнер (сделанный из более излучающего карбида кремния), хотя на самом деле они имеют одинаковую температуру.

Инфракрасное излучение широко известно как «тепловое излучение». [29] но световые и электромагнитные волны любой частоты нагревают поверхности, которые их поглощают. Инфракрасный свет Солнца составляет 49% [30] Нагрев Земли, а остальная часть вызвана видимым светом, который поглощается, а затем повторно излучается на более длинных волнах. Лазеры видимого света или ультрафиолетового излучения могут обуглить бумагу, а раскаленные предметы испускают видимое излучение. Объекты при комнатной температуре будут излучать излучение, сконцентрированное в основном в диапазоне от 8 до 25 мкм, но это не отличается от излучения видимого света раскаленными объектами и ультрафиолета еще более горячими объектами (см. Черное тело и закон смещения Вина ). [31]

Тепло — это транзитная энергия, которая течет из-за разницы температур. В отличие от тепла, передаваемого посредством теплопроводности или тепловой конвекции , тепловое излучение может распространяться через вакуум . Тепловое излучение характеризуется особым спектром многих длин волн, которые связаны с излучением объекта вследствие вибрации его молекул при данной температуре. Тепловое излучение может излучаться объектами на любой длине волны, а при очень высоких температурах такое излучение связано со спектрами, намного превышающими инфракрасные, простирающимися в видимую, ультрафиолетовую и даже рентгеновскую области (например, солнечная корона ). Таким образом, популярная ассоциация инфракрасного излучения с тепловым излучением является лишь совпадением, основанным на типичных (сравнительно низких) температурах, часто встречающихся у поверхности планеты Земля.

Концепция излучательной способности важна для понимания инфракрасного излучения объектов. Это свойство поверхности, которое описывает, насколько ее тепловое излучение отклоняется от идеального черного тела . Для дальнейшего объяснения: два объекта с одинаковой физической температурой могут не показывать одинаковое инфракрасное изображение, если они имеют разную излучательную способность. Например, для любого заранее установленного значения излучательной способности объекты с более высокой излучательной способностью будут казаться более горячими, а объекты с более низкой излучательной способностью будут выглядеть более холодными (при условии, как это часто бывает, что окружающая среда холоднее, чем рассматриваемые объекты). Когда объект имеет неидеальную излучательную способность, он приобретает свойства отражательной способности и/или прозрачности, и поэтому температура окружающей среды частично отражается и/или передается через объект. Если бы объект находился в более горячей среде, то объект с более низкой излучательной способностью при той же температуре, вероятно, казался бы более горячим, чем более излучающий. По этой причине неправильный выбор коэффициента излучения и игнорирование температуры окружающей среды дадут неточные результаты при использовании инфракрасных камер и пирометров.

Приложения [ править ]

Ночное видение [ править ]

Основная статья: Ночное видение
Активное инфракрасное ночное видение: камера освещает сцену инфракрасными волнами, невидимыми для человеческого глаза . Несмотря на темную сцену с подсветкой сзади, активная инфракрасная система ночного видения обеспечивает идентификацию деталей, как видно на мониторе.

Инфракрасное излучение используется в приборах ночного видения, когда видимого света недостаточно, чтобы видеть. [32] Приборы ночного видения работают посредством процесса, включающего преобразование фотонов окружающего света в электроны, которые затем усиливаются с помощью химических и электрических процессов, а затем преобразуются обратно в видимый свет. [32] Источники инфракрасного света можно использовать для увеличения доступного окружающего света для преобразования его устройствами ночного видения, увеличивая видимость в темноте без фактического использования источника видимого света. [32]

Использование приборов инфракрасного света и ночного видения не следует путать с тепловидением , которое создает изображения на основе различий в температуре поверхности путем обнаружения инфракрасного излучения ( тепла ), исходящего от объектов и окружающей их среды. [33]

Термография [ править ]

Термография помогла определить температурный профиль системы тепловой защиты космического корабля "Шаттл" при входе в атмосферу.
Основная статья: Термография

Инфракрасное излучение можно использовать для дистанционного определения температуры объектов (если известна излучательная способность). Это называется термографией, а в случае очень горячих объектов в ближнем ИК-диапазоне или в видимом диапазоне — пирометрией . Термография (тепловидение) в основном используется в военных и промышленных целях, но благодаря значительному снижению производственных затрат эта технология выходит на общественный рынок в виде инфракрасных камер на автомобилях.

Термографические камеры обнаруживают излучение в инфракрасном диапазоне электромагнитного спектра (примерно 9 000–14 000 нм или 9–14 мкм) и создают изображения этого излучения. Поскольку инфракрасное излучение излучается всеми объектами в зависимости от их температуры, в соответствии с законом излучения черного тела, термография позволяет «видеть» окружающую среду с видимым освещением или без него. Количество излучения, испускаемого объектом, увеличивается с температурой, поэтому термография позволяет видеть изменения температуры (отсюда и название).

Гиперспектральная визуализация [ править ]

Основная статья: Гиперспектральная визуализация
Гиперспектральное измерение теплового инфракрасного излучения , сканирование на открытом воздухе в зимних условиях, температура окружающей среды −15 °C, изображение получено с помощью гиперспектрального тепловизора Specim LWIR. Относительные спектры излучения различных целей на изображении показаны стрелками. Инфракрасные спектры различных объектов, таких как застежка часов, имеют четко различимые характеристики. Уровень контрастности указывает на температуру объекта. [34]
Инфракрасный свет светодиода пульта дистанционного управления , записанный цифровой камерой

Гиперспектральное изображение — это «изображение», содержащее непрерывный спектр в широком спектральном диапазоне в каждом пикселе. Гиперспектральная визуализация приобретает все большее значение в области прикладной спектроскопии, особенно в спектральных областях NIR, SWIR, MWIR и LWIR. Типичные области применения включают биологические, минералогические, оборонные и промышленные измерения.

Тепловизионную гиперспектральную визуализацию можно аналогичным образом выполнить с помощью термографической камеры с той фундаментальной разницей, что каждый пиксель содержит полный LWIR-спектр. Следовательно, химическая идентификация объекта может быть выполнена без необходимости использования внешнего источника света, такого как Солнце или Луна. Такие камеры обычно применяются для геологических измерений, наружного наблюдения и применения БПЛА . [35]

Другие изображения [ править ]

В инфракрасной фотографии инфракрасные фильтры используются для улавливания ближнего инфракрасного спектра. Цифровые камеры часто используют блокираторы инфракрасного излучения . Более дешевые цифровые камеры и телефоны с камерой имеют менее эффективные фильтры и могут видеть интенсивный ближний инфракрасный диапазон, проявляющийся в ярком фиолетово-белом цвете. Это особенно заметно при съемке объектов вблизи областей с ИК-ярким освещением (например, рядом с лампой), где возникающие инфракрасные помехи могут размыть изображение. Существует также метод, называемый « Т-лучевой » визуализацией, при котором визуализация осуществляется с использованием дальнего инфракрасного или терагерцового излучения . Отсутствие ярких источников может сделать терагерцовую фотографию более сложной задачей, чем большинство других методов инфракрасной визуализации. В последнее время Т-лучевая визуализация вызвала значительный интерес в связи с рядом новых разработок, таких как терагерцовая спектроскопия во временной области .

Фотография отраженного света в различных инфракрасных спектрах, иллюстрирующая изменение длины волны света.

Отслеживание [ править ]

Основная статья: Инфракрасное самонаведение

Инфракрасное слежение, также известное как инфракрасное самонаведение, относится к пассивной системе наведения ракеты , которая использует излучение цели электромагнитного излучения в инфракрасной части спектра для ее отслеживания. Ракеты, использующие инфракрасное наведение, часто называют «тепловыми ГСН», поскольку инфракрасное (ИК) излучение по частоте чуть ниже видимого спектра света и сильно излучается горячими телами. Многие объекты, такие как люди, двигатели транспортных средств и самолеты, генерируют и сохраняют тепло и поэтому особенно заметны в инфракрасных длинах волн света по сравнению с объектами на заднем плане. [36]

Отопление [ править ]

Основная статья: Инфракрасное отопление
Инфракрасный фен для парикмахерских , c. 2010-е годы

Инфракрасное излучение можно использовать в качестве целенаправленного источника тепла. Например, он используется в инфракрасных саунах для обогрева находящихся в них людей. Его также можно использовать в других целях обогрева, например, для удаления льда с крыльев самолетов (противообледенение). [37] Инфракрасное излучение используется при приготовлении пищи, известном как жарка или гриль . Одним из энергетических преимуществ является то, что ИК-энергия нагревает только непрозрачные объекты, такие как продукты питания, а не воздух вокруг них.

Инфракрасное отопление также становится все более популярным в промышленных производственных процессах, например, при отверждении покрытий, формовании пластмасс, отжиге, сварке пластмасс и сушке отпечатков. В этих случаях инфракрасные обогреватели заменяют конвекционные печи и контактный нагрев.

Охлаждение [ править ]

Основная статья: Пассивное дневное радиационное охлаждение

Различные технологии или предлагаемые технологии используют инфракрасное излучение для охлаждения зданий или других систем. атмосферы Область LWIR (8–15 мкм) особенно полезна, поскольку некоторая часть излучения на этих длинах волн может выходить в космос через инфракрасное окно . Именно таким образом поверхности с пассивным дневным радиационным охлаждением (PDRC) могут достигать температуры охлаждения ниже окружающей среды под воздействием прямых солнечных лучей, увеличивая земной поток тепла в космическое пространство с нулевым потреблением энергии или загрязнением . [38] [39] Поверхности PDRC минимизируют коротковолновое солнечное отражение тепла длинноволновым инфракрасным (LWIR) тепловым излучением , чтобы уменьшить приток тепла, сохраняя при этом сильную передачу . [40] [41] Если представить его в мировом масштабе, этот метод охлаждения был предложен как способ замедлить и даже обратить вспять глобальное потепление , при этом по некоторым оценкам предполагается, что глобальное покрытие площади поверхности составит 1-2%, чтобы сбалансировать глобальные потоки тепла. [42] [43]

Связь [ править ]

Дополнительная информация: Потребительский IR

Передача данных в ИК-диапазоне также используется для связи на малом расстоянии между компьютерной периферией и персональными цифровыми помощниками . Эти устройства обычно соответствуют стандартам, опубликованным IrDA , Ассоциацией инфракрасных данных. Пульты дистанционного управления и устройства IrDA используют инфракрасные светодиоды (LED) для излучения инфракрасного излучения, которое может быть сконцентрировано линзой в луч, который пользователь направляет на детектор. Луч модулируется , то есть включается и выключается в соответствии с кодом, который интерпретирует приемник. Обычно по практическим соображениям используется ближний ИК-диапазон (ниже 800 нм). Эта длина волны эффективно детектируется недорогими кремниевыми фотодиодами , которые приемник использует для преобразования обнаруженного излучения в электрический ток . Этот электрический сигнал проходит через фильтр верхних частот , который сохраняет быстрые пульсации, создаваемые ИК-передатчиком, но отфильтровывает медленно меняющееся инфракрасное излучение окружающего света. Инфракрасная связь полезна для использования внутри помещений в районах с высокой плотностью населения. ИК-излучение не проникает через стены и не мешает работе других устройств в соседних комнатах. Инфракрасное излучение является наиболее распространенным способом пульты дистанционного управления для управления бытовой техникой.Протоколы инфракрасного дистанционного управления, такие как RC-5 , SIRC , используются для связи через инфракрасный порт.

Оптическая связь в свободном пространстве с использованием инфракрасных лазеров может быть относительно недорогим способом установки линии связи в городской местности, работающей со скоростью до 4 гигабит/с, по сравнению со стоимостью прокладки оптоволоконного кабеля, за исключением радиационного повреждения. «Поскольку глаз не может обнаружить ИК-излучение, моргание или закрытие глаз для предотвращения или уменьшения ущерба может оказаться невозможным». [44]

Инфракрасные лазеры используются для освещения систем оптоволоконной связи. Инфракрасный свет с длиной волны около 1330 нм (наименьшая дисперсия ) или 1550 нм (наилучшая передача) является лучшим выбором для стандартных кварцевых волокон.

Передача ИК-данных закодированных аудиоверсий печатных знаков исследуется в качестве помощи людям с нарушениями зрения в рамках проекта RIAS (Remote Infrared Audible Signage) .Передачу ИК-данных с одного устройства на другое иногда называют передачей .

Спектроскопия [ править ]

Инфракрасная колебательная спектроскопия (см. также спектроскопию ближнего инфракрасного диапазона ) — это метод, который можно использовать для идентификации молекул путем анализа составляющих их связей. Каждая химическая связь в молекуле колеблется с частотой, характерной для этой связи. Группа атомов в молекуле (например, CH 2 ) может иметь несколько режимов колебаний, вызванных растягивающими и изгибающими движениями группы в целом. Если колебание приводит к изменению диполя в молекуле, то она поглотит фотон той же частоты. Частоты колебаний большинства молекул соответствуют частотам инфракрасного света. Обычно этот метод используется для изучения органических соединений с использованием светового излучения среднего инфракрасного диапазона (4000–400 см). −1 . Регистрируют спектр всех частот поглощения в образце. Это можно использовать для получения информации о составе образца с точки зрения присутствия химических групп, а также его чистоты (например, влажный образец будет демонстрировать широкое поглощение ОН около 3200 см-1). −1 ). Единица измерения радиации в данном приложении, см −1 , – спектроскопическое волновое число . Это частота, деленная на скорость света в вакууме.

тонких Метрология ​ пленок

В полупроводниковой промышленности инфракрасный свет можно использовать для определения характеристик таких материалов, как тонкие пленки и периодические бороздчатые структуры. Измеряя коэффициент отражения света от поверхности полупроводниковой пластины, показатель преломления (n) и коэффициент экстинкции (k) можно определить с помощью дисперсионных уравнений Форуи – Блумера . Коэффициент отражения инфракрасного света также можно использовать для определения критического размера, глубины и угла боковой стенки траншейных конструкций с большим удлинением.

Метеорология [ править ]

ИК-спутниковый снимок кучево-дождевых облаков над Великими равнинами США.

Метеорологические спутники, оснащенные сканирующими радиометрами, создают тепловые или инфракрасные изображения, которые затем позволяют обученному аналитику определять высоту и типы облаков, рассчитывать температуру суши и поверхностных вод, а также определять местонахождение особенностей поверхности океана. Сканирование обычно осуществляется в диапазоне 10,3–12,5 мкм (каналы IR4 и IR5).

Облака с высокими и холодными вершинами, такие как циклоны или кучево-дождевые облака , часто отображаются красным или черным цветом, более низкие более теплые облака, такие как слоистые или слоисто-кучевые облака , отображаются синим или серым, а промежуточные облака затемняются соответствующим образом. Горячие поверхности земли показаны темно-серым или черным цветом. Одним из недостатков инфракрасных изображений является то, что низкие облака, такие как слоистые слои или туман, могут иметь температуру, аналогичную температуре окружающей суши или морской поверхности, и не видны. Однако по разнице яркости канала IR4 (10,3–11,5 мкм) и ближнего инфракрасного канала (1,58–1,64 мкм) можно выделить низкую облачность, создавая туманную спутниковую картинку. Основное преимущество инфракрасного излучения заключается в том, что изображения можно создавать ночью, что позволяет изучать непрерывную последовательность погодных условий.

Эти инфракрасные изображения могут отображать океанские водовороты и вихри, а также отображать течения, такие как Гольфстрим, которые имеют большое значение для судоходной отрасли. Рыбаки и фермеры заинтересованы в знании температуры земли и воды, чтобы защитить свои посевы от заморозков или увеличить улов с моря. даже явление Эль-Ниньо Можно обнаружить . Используя методы цветной оцифровки, тепловые изображения с оттенками серого можно преобразовать в цветные для облегчения идентификации необходимой информации.

Основной канал водяного пара на расстоянии от 6,40 до 7,08 мкм может быть получен с помощью некоторых метеорологических спутников и показывает количество влаги в атмосфере.

Климатология [ править ]

Парниковый эффект : молекулы метана, воды и углекислого газа повторно излучают солнечное тепло.

В области климатологии инфракрасное излучение атмосферы контролируется с целью выявления тенденций в обмене энергией между Землей и атмосферой. Эти тенденции предоставляют информацию о долгосрочных изменениях климата Земли. Это один из основных параметров, изучаемых в исследованиях глобального потепления , наряду с солнечной радиацией .

. В этой области исследований используется пиргеометр для проведения непрерывных измерений на открытом воздухе Это широкополосный инфракрасный радиометр с чувствительностью к инфракрасному излучению примерно от 4,5 мкм до 50 мкм.

Астрономия [ править ]

Основные статьи: Инфракрасная астрономия и дальняя инфракрасная астрономия
Бета Живопись и ее планета Бета Живопись b, голубая точка, расположенная вне центра, в инфракрасном свете. Он объединяет два изображения, внутренний диск имеет размер 3,6 мкм.

Астрономы наблюдают объекты в инфракрасной части электромагнитного спектра с помощью оптических компонентов, включая зеркала, линзы и твердотельные цифровые детекторы. По этой причине она классифицируется как часть оптической астрономии . Для формирования изображения компоненты инфракрасного телескопа необходимо тщательно экранировать от источников тепла, а детекторы охлаждать с помощью жидкого гелия .

Чувствительность наземных инфракрасных телескопов существенно ограничивается водяным паром в атмосфере, который поглощает часть инфракрасного излучения, поступающего из космоса за пределы избранных атмосферных окон . Это ограничение можно частично устранить, разместив телескоп-обсерваторию на большой высоте или подняв телескоп на воздушном шаре или самолете. Космические телескопы не страдают от этого недостатка, поэтому космическое пространство считается идеальным местом для инфракрасной астрономии.

Инфракрасная часть спектра имеет несколько полезных преимуществ для астрономов. Холодные темные молекулярные облака газа и пыли в нашей галактике будут светиться излучаемым теплом, поскольку их облучают находящиеся внутри звезды. Инфракрасное излучение также можно использовать для обнаружения протозвезд до того, как они начнут излучать видимый свет. Звезды излучают меньшую часть своей энергии в инфракрасном спектре, поэтому близлежащие холодные объекты, такие как планеты, можно легче обнаружить. (В видимом спектре света яркий свет звезды заглушит отраженный свет планеты.)

Инфракрасный свет также полезен для наблюдения за ядрами активных галактик , которые часто покрыты газом и пылью. У далеких галактик с высоким красным смещением пиковая часть спектра будет сдвинута в сторону более длинных волн, поэтому их легче наблюдать в инфракрасном диапазоне. [9]

Уборка [ править ]

Инфракрасная очистка – это метод, используемый некоторыми киносканерами , пленочными сканерами и планшетными сканерами для уменьшения или удаления пыли и царапин на готовом отсканированном документе . Он работает путем сбора дополнительного инфракрасного канала от сканирования в том же положении и разрешении, что и три видимых цветовых канала (красный, зеленый и синий). Инфракрасный канал в сочетании с другими каналами используется для обнаружения царапин и пыли. После обнаружения эти дефекты можно исправить путем масштабирования или заменить закрашиванием . [45]

и анализ Консервация искусства произведений

Инфракрасная рефлектограмма Моны Лизы работы Леонардо да Винчи.

Инфракрасная рефлектография [46] может применяться к картинам, чтобы неразрушающим образом выявить нижележащие слои, в частности рисунок художника или контур, нарисованный в качестве ориентира. Реставраторы используют эту технику, чтобы изучить, чем видимые слои краски отличаются от рисунка или промежуточных слоев (такие изменения называются пентименти , если они сделаны оригинальным художником). Это очень полезная информация для принятия решения о том, является ли картина основной версией оригинального художника или копией, и была ли она изменена в результате чрезмерно энергичных реставрационных работ. В общем, чем больше пентиментов, тем больше вероятность того, что картина станет основной версией. Это также дает полезную информацию о методах работы. [47] Рефлектография часто обнаруживает использование художником технического углерода , который хорошо проявляется на рефлектограммах, если только он не использовался в грунте, лежащем в основе всей картины.

Последние успехи в создании инфракрасных камер позволяют обнаруживать и изображать не только подмалевки и пентименти, но и целые картины, позднее закрашенные художником. [48] Яркими примерами являются Пикассо « Женщина , гладящая» и «Синяя комната» , где в обоих случаях под картиной виден портрет мужчины, известный сегодня.

Подобное использование инфракрасного излучения используется реставраторами и учеными на различных типах объектов, особенно на очень старых письменных документах, таких как свитки Мертвого моря , римские произведения на Вилле папирусов и тексты Шелкового пути, найденные в пещерах Дуньхуан . [49] Углеродная сажа, используемая в чернилах, может проявляться очень хорошо.

Биологические системы [ править ]

Дополнительная информация: Инфракрасное зондирование у змей.
Термографическое изображение змеи, поедающей мышь

есть На голове у гадюки пара инфракрасных сенсорных ямок. Существует неопределенность относительно точной тепловой чувствительности этой системы биологического инфракрасного обнаружения. [50] [51]

Другими организмами, имеющими терморецептивные органы, являются питоны (семейство Pythonidae ), некоторые удавы (семейство Boidae ), летучая мышь-вампир ( Desmodus rotundus ), разнообразные жуки-драгоценные жуки ( Melanophila acuminata ), [52] темнопигментированные бабочки ( Pachliopta aristolochiae и Troides radamantus Plateni ) и, возможно, кровососущие клопы ( Triatoma infestans ). [53] Обнаружив тепло, которое излучает их добыча, змеи -кроталины и боиды идентифицируют и захватывают свою добычу, используя свои ИК-чувствительные ямочные органы . Для сравнения, чувствительные к ИК-излучению ямки на летучей мыши-вампире ( Desmodus rotundus ) помогают идентифицировать богатые кровью участки на теплокровной жертве. Жук-драгоценный жук Melanophila acuminata определяет местонахождение лесных пожаров с помощью инфракрасных ямочных органов, куда они откладывают яйца на недавно сгоревших деревьях. Терморецепторы на крыльях и усиках бабочек с темной пигментацией, таких как Pachliopta aristolochiae и Troides radamantusplateni , защищают их от теплового повреждения, когда они загорают на солнце. Кроме того, предполагается, что терморецепторы позволяют кровососущим насекомым ( Triatoma infestans ) определять местонахождение своих теплокровных жертв, ощущая тепло их тела. [53]

Некоторым грибам, таким как Venturia inaequalis, для выброса требуется ближний инфракрасный свет. [54]

Хотя зрение в ближнем инфракрасном диапазоне (780–1000 нм) долгое время считалось невозможным из-за шума в зрительных пигментах, [55] ощущение ближнего инфракрасного света было зарегистрировано у карпа и трех видов цихлид. [55] [56] [57] [58] [59] Рыбы используют NIR для поимки добычи [55] и для фототаксического плавательного ориентирования. [59] Ощущение БИК у рыб может быть актуальным в условиях плохого освещения в сумерках. [55] и в мутных поверхностных водах. [59]

Фотобиомодуляция [ править ]

Ближний инфракрасный свет, или фотобиомодуляция , используется для лечения язв в полости рта, вызванных химиотерапией, а также для заживления ран. Ведутся некоторые работы по лечению вируса герпеса. [60] Исследовательские проекты включают работу по изучению эффектов исцеления центральной нервной системы посредством активации цитохром-с-оксидазы и других возможных механизмов. [61]

Опасность для здоровья [ править ]

Сильное инфракрасное излучение в некоторых промышленных условиях с высокой температурой может быть опасным для глаз и привести к повреждению глаз или слепоте пользователя. Поскольку излучение невидимо, в таких местах необходимо носить специальные ИК-защитные очки. [62]

Научная история [ править ]

Открытие инфракрасного излучения приписывается Гершелю астроному Уильяму в начале 19 века. Гершель опубликовал свои результаты в 1800 году перед Лондонским королевским обществом . Гершель использовал призму для преломления света солнечного и обнаружил инфракрасное излучение за пределами красной части спектра посредством увеличения температуры, зафиксированной термометром . Он был удивлен результатом и назвал их «Таплотворными лучами». [63] [64] Термин «инфракрасный» появился только в конце 19 века. [65] Более ранний эксперимент в 1790 году, проведенный Марка-Огюста Пикте, продемонстрировал отражение и фокусировку лучистого тепла через зеркала в отсутствие видимого света. [66]

Другие важные даты включают в себя: [26]

Инфракрасное излучение было открыто в 1800 году Уильямом Гершелем.

См. также [ править ]

Примечания [ править ]

  1. ^ Температуры черных тел, спектральные пики которых приходятся на заданные длины волн, в соответствии с формой длины волны закона смещения Вина. [19]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Ватансевер, Фатьма; Хэмблин, Майкл Р. (1 января 2012 г.). «Дальнее инфракрасное излучение (FIR): его биологические эффекты и медицинское применение» . Фотоника и лазеры в медицине . 1 (4): 255–266. дои : 10.1515/plm-2012-0034 . ISSN   2193-0643 . ПМЦ   3699878 . ПМИД   23833705 .
  2. ^ Морозенко, Василий, ed. (2012-02-10). Infrared Radiation . InTech. doi : 10.5772/2031 . ISBN  978-953-51-0060-7 . Архивировано из оригинала 26 октября 2020 г. Проверено 15 ноября 2023 г.
  3. ^ «Глоссарий приложения МГЭИК AR4 SYR» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 17 ноября 2018 г. Проверено 14 декабря 2008 г.
  4. ^ Рогальски, Антони (2019). Инфракрасные и терагерцовые детекторы (3-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press . п. 929. ИСБН  9781315271330 .
  5. ^ Калель, Рафаэль (19 февраля 2014 г.). «Отцы-основатели против скептиков изменения климата» . Обзор общественного достояния . Архивировано из оригинала 11 октября 2019 года . Проверено 16 сентября 2019 г.
  6. ^ Флеминг, Джеймс Р. (17 марта 2008 г.). «Изменение климата и антропогенное парниковое потепление: подборка ключевых статей, 1824–1995 гг., с поясняющими эссе» . Архив проекта Национальной научной цифровой библиотеки PALE:ClassicArticles . Архивировано из оригинала 29 сентября 2019 года . Проверено 1 февраля 2022 г. Статья 1: Общие замечания о температуре Земли и космического пространства. Архивировано 8 июня 2023 г. в Wayback Machine .
  7. ^ Майкл Роуэн-Робинсон (2013). Ночное видение: исследование инфракрасной Вселенной . Издательство Кембриджского университета. п. 23. ISBN   1107024765 .
  8. ^ Ройш, Уильям (1999). «Инфракрасная спектроскопия» . Мичиганский государственный университет. Архивировано из оригинала 27 октября 2007 г. Проверено 27 октября 2006 г.
  9. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б «ИК-астрономия: Обзор» . Центр инфракрасной астрономии и обработки НАСА. Архивировано из оригинала 8 декабря 2006 г. Проверено 30 октября 2006 г.
  10. ^ Чилтон, Александр (07 октября 2013 г.). «Принцип работы и ключевые применения инфракрасных датчиков» . АЗосенсоры . Архивировано из оригинала 11 июля 2020 г. Проверено 11 июля 2020 г.
  11. ^ Хейнс, Уильям М., изд. (2011). Справочник CRC по химии и физике (92-е изд.). ЦРК Пресс. п. 10.233. ISBN  978-1-4398-5511-9 .
  12. ^ «Эталонная солнечная спектральная освещенность: воздушная масса 1,5» . Архивировано из оригинала 12 мая 2019 г. Проверено 12 ноября 2009 г.
  13. ^ «Излучение черного тела | Астрономия 801: Планеты, звезды, галактики и Вселенная» . Архивировано из оригинала 01 мая 2019 г. Проверено 12 февраля 2019 г.
  14. ^ Слайни, Дэвид Х.; Вангеманн, Роберт Т.; Фрэнкс, Джеймс К.; Вольбаршт, Майрон Л. (1976). «Зрительная чувствительность глаза к инфракрасному лазерному излучению». Журнал Оптического общества Америки . 66 (4): 339–341. Бибкод : 1976JOSA...66..339S . дои : 10.1364/JOSA.66.000339 . ПМИД   1262982 . Была измерена фовеальная чувствительность к нескольким длинам волн лазера ближнего инфракрасного диапазона. Было обнаружено, что глаз может реагировать на излучение с длиной волны по крайней мере до 1064 нм. Непрерывный лазерный источник с длиной волны 1064 нм выглядел красным, а импульсный лазерный источник с длиной волны 1060 нм — зеленым, что предполагает наличие генерации второй гармоники в сетчатке.
  15. ^ Линч, Дэвид К.; Ливингстон, Уильям Чарльз (2001). Цвет и свет в природе (2-е изд.). Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. п. 231. ИСБН  978-0-521-77504-5 . Архивировано из оригинала 29 мая 2024 года . Проверено 12 октября 2013 г. Пределы общего диапазона чувствительности глаза простираются от 310 до 1050 нанометров.
  16. ^ Саидман, Жан (15 мая 1933 г.). «О видимости ультрафиолета до длины волны 3130» . Труды Академии наук (на французском языке). 196 :1537–9. Архивировано из оригинала 24 октября 2013 года . Проверено 3 июля 2014 г.
  17. ^ Бирнс, Джеймс (2009). Обнаружение неразорвавшихся боеприпасов и смягчение их последствий . Спрингер. стр. 21–22. Бибкод : 2009uodm.book.....B . ISBN  978-1-4020-9252-7 .
  18. ^ «Инфракрасный свет» . Энциклопедия фотоники RP . РП Фотоника. Архивировано из оригинала 1 августа 2021 года . Проверено 20 июля 2021 г.
  19. ^ «Пики интенсивности излучения черного тела» . Архивировано из оригинала 18 марта 2011 года . Проверено 27 июля 2016 г.
  20. ^ «Фотоакустическая техника «слышит» звук опасных химических веществ» . Журнал НИОКР . 14 августа 2012 г. rdmag.com . Проверено 8 сентября 2012 г.
  21. ^ Хендерсон, Рой. «Соображения относительно длины волны» . Институт формовки и высокой производительности. Архивировано из оригинала 28 октября 2007 г. Проверено 18 октября 2007 г.
  22. ^ CIE (Международная комиссия по освещению). «инфракрасное излучение ИК излучение IRR» . 17-21-004 . Проверено 18 октября 2022 г.
  23. ^ ISO 20473:2007 – Оптика и фотоника – Спектральные полосы .
  24. ^ «Ближний, средний и дальний инфракрасный диапазон» . НАСА ИПАК. Архивировано из оригинала 29 мая 2012 г. Проверено 4 апреля 2007 г.
  25. ^ «Ближний, средний и дальний инфракрасный диапазон» . www.icc.dur.ac.uk. ​ Архивировано из оригинала 28 марта 2024 г. Проверено 28 марта 2024 г.
  26. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Миллер, «Принципы инфракрасной технологии» (Ван Ностранд Рейнхольд, 1992 г.), а также Миллер и Фридман, «Практические фотонные правила» , 2004 г. ISBN   978-0-442-01210-6 [ нужна страница ]
  27. ^ Гриффин, Дональд Р.; Хаббард, Рут; Уолд, Джордж (1947). «Чувствительность человеческого глаза к инфракрасному излучению». Журнал Оптического общества Америки . 37 (7): 546–553. Бибкод : 1947JOSA...37..546G . дои : 10.1364/JOSA.37.000546 . ПМИД   20256359 .
  28. ^ Рамасвами, Раджив (май 2002 г.). «Оптико-волоконная связь: от передачи к сети». Журнал коммуникаций IEEE . 40 (5): 138–147. дои : 10.1109/MCOM.2002.1006983 . S2CID   29838317 .
  29. ^ «Инфракрасное излучение». Инфракрасное излучение. Научная энциклопедия Ван Ностранда . John Wiley & Sons, Inc., 2007. doi : 10.1002/0471743984.vse4181.pub2 . ISBN  978-0471743989 .
  30. ^ «Введение в солнечную энергетику» . Руководство по пассивному солнечному отоплению и охлаждению . Rodale Press, Inc., 1980. Архивировано из оригинала ( DOC ) 18 марта 2009 г. Проверено 12 августа 2007 г.
  31. ^ МакКрири, Джереми (30 октября 2004 г.). «Основы инфракрасного (ИК) излучения для цифровых фотографов: съемка невидимого (Врезка: Излучение черного тела)» . Цифровая фотография, чего бы она ни стоила. Архивировано из оригинала 18 декабря 2008 г. Проверено 7 ноября 2006 г.
  32. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с «Как работает ночное видение» . Американская сетевая корпорация технологий. Архивировано из оригинала 24 августа 2015 г. Проверено 12 августа 2007 г.
  33. ^ Брайант, Линн (11 июня 2007 г.). «Как работает тепловидение? Более пристальный взгляд на то, что стоит за этой замечательной технологией» . Архивировано из оригинала 28 июля 2007 г. Проверено 12 августа 2007 г.
  34. ^ Холма, Х. (май 2011 г.), Тепловая гиперспектральная визуализация в длинноволновом инфракрасном диапазоне. Архивировано 26 июля 2011 г. в Wayback Machine , Photonics.
  35. ^ Frost&Sullivan, Технический анализ, аэрокосмическая и оборонная промышленность (февраль 2011 г.): Первая в мире тепловизионная гиперспектральная камера для беспилотных летательных аппаратов. Архивировано 10 марта 2012 г. в Wayback Machine .
  36. ^ Махуликар, СП; Сонаване, HR; Рао, Джорджия (2007). «Исследование инфракрасных сигнатур аэрокосмических аппаратов» (PDF) . Прогресс аэрокосмических наук . 43 (7–8): 218–245. Бибкод : 2007ПрАэС..43..218М . CiteSeerX   10.1.1.456.9135 . doi : 10.1016/j.paerosci.2007.06.002 . Архивировано (PDF) из оригинала 04 марта 2021 г. Проверено 12 апреля 2013 г.
  37. ^ Уайт, Ричард П. (2000) «Инфракрасная противообледенительная система для самолетов», патент США 6 092 765.
  38. ^ Чен, Мэйцзе; Панг, Дэн; Чен, Синъюй; Ян, Хунцзе; Ян, Юань (2022). «Пассивное дневное радиационное охлаждение: основы, конструкция материалов и применение» . ЭкоМат . 4 . дои : 10.1002/eom2.12153 . S2CID   240331557 . Пассивное дневное радиационное охлаждение (PDRC) рассеивает земное тепло в чрезвычайно холодное космическое пространство без использования каких-либо энергозатрат и загрязнения окружающей среды. У него есть потенциал одновременно смягчить две основные проблемы: энергетический кризис и глобальное потепление.
  39. ^ Мандей, Джереми (2019). «Борьба с изменением климата посредством радиационного охлаждения» . Джоуль . 3 (9): 2057–2060. дои : 10.1016/j.joule.2019.07.010 . S2CID   201590290 . Покрыв Землю небольшой долей теплоизлучающих материалов, можно увеличить тепловой поток от Земли, а чистый радиационный поток можно уменьшить до нуля (или даже сделать отрицательным), тем самым стабилизируя (или охлаждая) Землю.
  40. ^ Ван, Тонг; Ву, Йи; Ши, Лан; Ху, Синьхуа; Чен, Мин; Ву, Лимин (2021). «Структурный полимер для высокоэффективного пассивного радиационного охлаждения в течение всего дня» . Природные коммуникации . 12 (365): 365. дои : 10.1038/s41467-020-20646-7 . ПМК   7809060 . ПМИД   33446648 . Соответственно, крайне желательно разработать и изготовить эффективный PDRC с достаточно высоким коэффициентом отражения солнечной энергии (𝜌¯солнечной) (λ ~ 0,3–2,5 мкм) для минимизации притока солнечного тепла и одновременно сильным тепловым излучанием LWIR (ε¯LWIR) для максимизации радиационных тепловых потерь. Когда поступающее лучистое тепло от Солнца уравновешивается исходящим лучистым тепловыделением, температура Земли может достичь устойчивого состояния.
  41. ^ Зевенховена, Рон; Фельт, Мартин (июнь 2018 г.). «Радиационное охлаждение через атмосферное окно: третий, менее интрузивный геоинженерный подход» . Энергия . 152 . Архивировано из оригинала 12 октября 2022 г. Получено 13 октября 2022 г. - через Elsevier Science Direct.
  42. ^ Мандей, Джереми (2019). «Борьба с изменением климата посредством радиационного охлаждения» . Джоуль . 3 (9): 2057–2060. дои : 10.1016/j.joule.2019.07.010 . S2CID   201590290 . Если бы вместо этого заставить только 1–2% поверхности Земли излучать с такой скоростью, а не с ее нынешним средним значением, общие тепловые потоки внутрь и наружу всей Земли были бы сбалансированы, и потепление прекратилось бы.
  43. ^ Зевенховена, Рон; Фельт, Мартин (июнь 2018 г.). «Радиационное охлаждение через атмосферное окно: третий, менее интрузивный геоинженерный подход» . Энергия . 152 . Архивировано из оригинала 12 октября 2022 г. Получено 13 октября 2022 г. - через Elsevier Science Direct. Учитывая, что 100 Вт/м2 является продемонстрированным эффектом пассивного охлаждения, тогда потребуется покрытие поверхности в размере 0,3%, или 1% поверхности суши Земли. Если половина из них будет установлена ​​в городских застроенных районах, занимающих примерно 3% территории Земли, то там потребуется покрытие 17%, а остальная часть будет установлена ​​в сельской местности.
  44. ^ Опасности чрезмерного воздействия ультрафиолетового, инфракрасного и видимого света высокой энергии | 3 января 2013 г. Архивировано 16 августа 2016 г. в Wayback Machine . ИШН. Проверено 26 апреля 2017 г.
  45. ^ Цифровой ДВС . Kodak.com
  46. ^ «ИК-рефлектография для неразрушающего анализа рисунков предметов искусства» . Sensors Unlimited, Inc. Архивировано из оригинала 08 декабря 2008 г. Проверено 20 февраля 2009 г.
  47. ^ «Месса Святого Григория: рассмотрение картины с помощью инфракрасной рефлектографии» . Кливлендский художественный музей. Архивировано из оригинала 13 января 2009 г. Проверено 20 февраля 2009 г.
  48. ^ Инфракрасная рефлектография в анализе картин. Архивировано 22 декабря 2015 г. в Wayback Machine в ColourLex.
  49. ^ «Международный проект Дуньхуан. Введение в цифровую инфракрасную фотографию и ее применение в ВПЛ» . Idp.bl.uk. Архивировано из оригинала 2 декабря 2008 г. Проверено 8 ноября 2011 г.
  50. ^ Джонс, бакалавр наук; Линн, ВФ; Стоун, Миссури (2001). «Тепловое моделирование инфракрасного приема змей: свидетельства ограниченной дальности обнаружения» . Журнал теоретической биологии . 209 (2): 201–211. Бибкод : 2001JThBi.209..201J . дои : 10.1006/jtbi.2000.2256 . ПМИД   11401462 . Архивировано из оригинала 17 марта 2020 г. Проверено 6 сентября 2019 г.
  51. ^ Горбунов В.; Фучигами, Н.; Стоун, М.; Грейс, М.; Цукрук, В.В. (2002). «Биологическое термическое обнаружение: микромеханические и микротермические свойства биологических инфракрасных рецепторов». Биомакромолекулы . 3 (1): 106–115. дои : 10.1021/bm015591f . ПМИД   11866562 . S2CID   21737304 .
  52. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Эванс, WG (1966). «Инфракрасные рецепторы у Melanophila acuminata De Geer» . Природа . 202 (4928): 211. Бибкод : 1964Natur.202..211E . дои : 10.1038/202211a0 . ПМИД   14156319 . S2CID   2553265 .
  53. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Кэмпбелл, Анджела Л.; Наик, Раджеш Р.; Совардс, Лаура; Стоун, Морли О. (2002). «Биологическая инфракрасная визуализация и зондирование» . Микрометр . 33 (2): 211–225. дои : 10.1016/S0968-4328(01)00010-5 . ПМИД   11567889 . Архивировано из оригинала 17 марта 2020 г. Проверено 13 июня 2019 г.
  54. ^ Брук, П.Дж. (26 апреля 1969 г.). «Стимуляция выброса аскоспор в Venturia inaequalis дальним красным светом». Природа . 222 (5191): 390–392. Бибкод : 1969Natur.222..390B . дои : 10.1038/222390a0 . ISSN   0028-0836 . S2CID   4293713 .
  55. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д Меутен, Денис; Рик, Ингольф П.; Тюнкен, Тимо; Балдауф, Себастьян А. (2012). «Визуальное обнаружение добычи у рыбы по ближним инфракрасным сигналам». Naturwissenschaften . 99 (12): 1063–6. Бибкод : 2012NW.....99.1063M . дои : 10.1007/s00114-012-0980-7 . ПМИД   23086394 . S2CID   4512517 .
  56. ^ Эндо, М.; Кобаяши Р.; Арига, К.; Ёсидзаки, Г.; Такеучи, Т. (2002). «Постуральный контроль тилапии в условиях микрогравитации и ближнего инфракрасного облучения» . Ниппон Суйсан Гаккаиси . 68 (6): 887–892. дои : 10.2331/suisan.68.887 .
  57. ^ Кобаяши Р.; Эндо, М.; Ёсидзаки, Г.; Такеучи, Т. (2002). «Чувствительность тилапии к инфракрасному свету, измеренная с помощью вращающегося полосатого барабана, различается у двух штаммов» . Ниппон Суйсан Гаккаиси . 68 (5): 646–651. дои : 10.2331/suisan.68.646 .
  58. ^ Мацумото, Таро; Кавамура, Гунзо (2005). «Глаза обыкновенного карпа и нильской тилапии чувствительны к ближнему инфракрасному излучению». Рыболовная наука . 71 (2): 350–355. дои : 10.1111/j.1444-2906.2005.00971.x . S2CID   24556470 .
  59. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с Щербаков Денис; Кнёрцер, Александра; Хильбиг, Рейнхард; Хаас, Ульрих; Блюм, Мартин (2012). «Ближняя инфракрасная ориентация мозамбикской тилапии Oreochromis mossambicus ». Зоология . 115 (4): 233–238. дои : 10.1016/j.zool.2012.01.005 . ПМИД   22770589 .
  60. ^ Харгейт, Дж. (2006). «Рандомизированное двойное слепое исследование, сравнивающее эффект света с длиной волны 1072 нм и плацебо при лечении губного герпеса». Клиническая и экспериментальная дерматология . 31 (5): 638–41. дои : 10.1111/j.1365-2230.2006.02191.x . ПМИД   16780494 . S2CID   26977101 .
  61. ^ Десмет К.Д., Пас Д.А., Корри Дж.Дж., Илс Дж.Т., Вонг-Райли М.Т., Генри М.М., Бухманн Е.В., Коннелли М.П., ​​Дови Дж.В., Лян Х.Л., Хеншель Д.С., Йегер Р.Л., Миллсап Д.С., Лим Дж., Гулд Л.Дж., Дас Р., Джетт М., Ходжсон Б.Д., Марголис Д., Уилан Х.Т. (май 2006 г.). «Клиническое и экспериментальное применение фотобиомодуляции NIR-LED» . Фотомедицина и лазерная хирургия . 24 (2): 121–8. дои : 10.1089/pho.2006.24.121 . ПМИД   16706690 . S2CID   22442409 . Архивировано из оригинала 16 марта 2020 г. Проверено 13 июня 2019 г.
  62. ^ Россо, Монона л (2001). Полное руководство по здоровью и безопасности для художника . Олворт Пресс. стр. 33–. ISBN  978-1-58115-204-3 .
  63. ^ Гершель, Уильям (1800). «Опыты по преломляемости невидимых лучей Солнца» . Философские труды Лондонского королевского общества . 90 : 284–292. дои : 10.1098/rstl.1800.0015 . JSTOR   107057 . Архивировано из оригинала 4 февраля 2021 г. Проверено 11 апреля 2018 г.
  64. ^ «Гершель открывает инфракрасный свет» . Coolcosmos.ipac.caltech.edu . Архивировано из оригинала 25 февраля 2012 г. Проверено 8 ноября 2011 г.
  65. ↑ В 1867 году французский физик Эдмон Беккерель ввёл термин infra-rouge (инфракрасный): Слово infra-rouge было переведено на английский как «инфракрасный» в 1874 году в переводе статьи Виньо Дюпюи де Сен-Флорана (1830–1907), инженера французской армии, дослужившегося до звания подполковника и для которого фотография была развлечением.
    • де Сен-Флоран (10 апреля 1874 г.). «Фотография в естественных цветах» . Фотографические новости . 18 : 175–176. Архивировано из оригинала 5 февраля 2021 года . Проверено 15 апреля 2018 г. Из стр. 176: «Что касается инфракрасных лучей, то они могут быть поглощены слабым раствором сернокислой меди...»
    См. также:
  66. ^ Чанг, Хасок (2007). Изобретение температуры: измерение и научный прогресс . Оксфордские исследования по философии науки (1. Выпущено в мягкой обложке под ред.). Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. стр. 166–167. ISBN  978-0-19-533738-9 .
  67. ^ См.:
  68. ^ Гершель, Джон Ф.В. (1840). «О химическом действии лучей солнечного спектра на получение серебра и других веществ, как металлических, так и неметаллических, и на некоторые фотографические процессы» . Философские труды Лондонского королевского общества . 130 : 1–59. Бибкод : 1840RSPT..130....1H . дои : 10.1098/rstl.1840.0002 . S2CID   98119765 . Архивировано из оригинала 05 февраля 2021 г. Проверено 9 апреля 2018 г. Термин «термограф» введен на с. 51: «...Я открыл процесс, посредством которого тепловые лучи солнечного спектра оставляют свой отпечаток на поверхности, должным образом подготовленной для этой цели, чтобы сформировать то, что можно назвать термографом спектра. .. ".
  69. ^ См.:
  70. ^ См.:
  71. ^ См.:
  72. ^ Стефан, Дж. (1879). «О связи теплового излучения и температуры» . Труды Императорской философской академии [в Вене]: Математико-научный класс) (на немецком языке). 79 : 391-428. Архивировано из оригинала 02 апреля 2019 г. Проверено 11 апреля 2018 г.
  73. ^ См.:
  74. ^ Юлиус, Виллем Анри (1892). Болометрическое исследование спектров поглощения (на голландском языке). Й. Мюллер.
  75. ^ См.:
  76. ^ См.:
  77. ^ Кобленц, Уильям Вебер (1905). Исследования инфракрасных спектров: части I, II . Институт Карнеги в Вашингтоне.
  78. ^ Кобленц, Уильям Вебер (1905). Исследования инфракрасных спектров: Часть III, IV . Мичиганский университет. Вашингтон, округ Колумбия, Институт Карнеги в Вашингтоне.
  79. ^ Кобленц, Уильям Вебер (август 1905 г.). Исследования инфракрасных спектров: части V, VI, VII . Библиотеки Калифорнийского университета. Вашингтон, округ Колумбия: Вашингтонский Институт Карнеги.
  80. ^ Сбор отходов энергии: механическая и тепловая энергия . Springer Science & Business Media. 2014. с. 406. ИСБН  9783642546341 . Проверено 7 января 2020 г.
  81. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Мэрион Б. Рейн (2015). «Интервью с Полом В. Крузом о ранней истории HgCdTe (1980)» (PDF) . дои : 10.1007/s11664-015-3737-1 . S2CID   95341284 . Архивировано (PDF) из оригинала 30 июля 2020 г. Проверено 7 января 2020 г. {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )
  82. ^ Дж. Купер (1962). «Быстродействующий пироэлектрический тепловой детектор». Журнал научных инструментов . 39 (9): 467–472. Бибкод : 1962JScI...39..467C . дои : 10.1088/0950-7671/39/9/308 .
  83. ^ «История армейского ночного видения» . Центр C5ISR . Проверено 7 января 2020 г. [ постоянная мертвая ссылка ]
  84. ^ «Имплантат дает крысам шестое чувство инфракрасного света» . Проводная Великобритания . 14 февраля 2013 года. Архивировано из оригинала 17 февраля 2013 года . Проверено 14 февраля 2013 г.

Внешние ссылки [ править ]

Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Infrared&oldid=1227660145"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: bef4388f62e9f833fc807bfa7ce36feb__1717718040
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/be/eb/bef4388f62e9f833fc807bfa7ce36feb.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Infrared - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)