infrarød stråling (IR) eller infrarødt lys er en type strålingsenergi, der er usynlig for menneskelige øjne, men som vi kan føle som varme. Alle objekter i universet udsender et vist niveau af IR-stråling, men to af de mest oplagte kilder er solen og ilden.
IR er en type elektromagnetisk stråling, et kontinuum af frekvenser, der produceres, når atomer absorberer og derefter frigiver energi. Fra højeste til laveste frekvens omfatter Elektromagnetisk stråling gammastråler, røntgenstråler, ultraviolet stråling, synligt lys, infrarød stråling, mikrobølger og radiobølger. Sammen udgør disse typer stråling det elektromagnetiske spektrum.den britiske astronom Herschel opdagede infrarødt lys i 1800, ifølge NASA. I et eksperiment for at måle forskellen i temperatur mellem farverne i det synlige spektrum placerede han termometre i lysets vej inden for hver farve i det synlige spektrum. Han observerede en stigning i temperaturen fra blå til rød, og han fandt en endnu varmere temperaturmåling lige ud over den røde ende af det synlige spektrum.
inden for det elektromagnetiske spektrum forekommer infrarøde bølger ved frekvenser over mikrobølgerne og lige under dem med rødt synligt lys, deraf navnet “infrarød.”Bølger af infrarød stråling er længere end synligt lys, ifølge California Institute of Technology (Caltech). IR-frekvenser spænder fra omkring 300 gigaherts (GHS) op til omkring 400 teraherts (THS), og bølgelængder anslås at ligge mellem 1.000 mikrometer (liter) og 760 nanometer (2.9921 tommer), selvom disse værdier ikke er endelige, ifølge NASA.
i lighed med det synlige lysspektrum, der spænder fra violet (den korteste synlige lysbølgelængde) til rød (længste bølgelængde), har infrarød stråling sit eget bølgelængdeområde. De kortere” nær-infrarøde ” bølger, som er tættere på synligt lys på det elektromagnetiske spektrum, udsender ikke nogen detekterbar varme og er det, der udledes fra en TV-Fjernbetjening for at skifte kanaler. De længere” langt infrarøde ” bølger, der er tættere på mikrobølgesektionen på det elektromagnetiske spektrum, kan mærkes som intens varme, såsom varmen fra sollys eller ild, ifølge NASA.
IR-stråling er en af de tre måder, hvorpå varme overføres fra et sted til et andet, hvor de to andre er konvektion og ledning. Alt med en temperatur over omkring 5 grader Kelvin (minus 450 grader Fahrenheit eller minus 268 grader Celsius) udsender IR-stråling. Solen afgiver halvdelen af sin samlede energi som IR, og meget af stjernens synlige lys absorberes og udsendes igen som ir, ifølge University of Tennessee.
husholdningsbrug
husholdningsapparater såsom Varmelamper og brødristere bruger IR-stråling til at transmittere varme, ligesom industrielle varmeapparater som dem, der bruges til tørring og hærdning af materialer. Glødepærer konverterer kun omkring 10 procent af deres elektriske energiindgang til synlig lysenergi, mens de andre 90 procent konverteres til infrarød stråling, ifølge Miljøstyrelsen.
infrarøde lasere kan bruges til punkt-til-punkt-kommunikation over afstande på et par hundrede meter eller yards. TV-fjernbetjeninger, der er afhængige af infrarød stråling, skyder pulser af IR-energi fra en lysdiode (LED) til en IR-modtager i TV ‘ et, alt efter hvordan ting fungerer. Modtageren konverterer lysimpulserne til elektriske signaler, der instruerer en mikroprocessor til at udføre den programmerede kommando.
infrarød sensing
en af de mest nyttige anvendelser af IR-spektret er i sensing og detektion. Alle genstande på jorden udsender IR-stråling i form af varme. Dette kan detekteres af elektroniske sensorer, såsom dem, der bruges i nattsynsbriller og infrarøde kameraer.
et simpelt eksempel på en sådan sensor er bolometeret, som består af et teleskop med en temperaturfølsom modstand eller termistor på sit brændpunkt, ifølge University of California, Berkeley (UCB). Hvis en varm krop kommer ind i dette instruments synsfelt, forårsager varmen en detekterbar ændring i spændingen over termistoren.Nattsynskameraer bruger en mere sofistikeret version af et bolometer. Disse kameraer indeholder typisk opladningskoblet enhed (CCD) billeddannelseschips, der er følsomme over for IR-lys. Billedet dannet af CCD kan derefter gengives i synligt lys. Disse systemer kan gøres små nok til at blive brugt i håndholdte enheder eller bærbare nattesynsbriller. Kameraerne kan også bruges til pistolsyn med eller uden tilføjelse af en IR-laser til målretning.
infrarød spektroskopi måler IR-emissioner fra materialer ved specifikke bølgelængder. IR-spektret af et stof vil vise karakteristiske dips og toppe, da fotoner (lyspartikler) absorberes eller udsendes af elektroner i molekyler, når elektronerne overgår mellem kredsløb eller energiniveauer. Denne spektroskopiske information kan derefter bruges til at identificere stoffer og overvåge kemiske reaktioner.
ifølge Robert Mayanovic, professor i fysik ved Missouri State University, infrarød spektroskopi, såsom Fourier transform infrarød (FTIR) spektroskopi, er meget nyttig til adskillige videnskabelige anvendelser. Disse inkluderer undersøgelse af molekylære systemer og 2D-materialer, såsom grafen.
infrarød astronomi
Caltech beskriver infrarød astronomi som “påvisning og undersøgelse af infrarød stråling (varmeenergi) udsendt fra objekter i universet.”Fremskridt inden for IR CCD-billeddannelsessystemer har givet mulighed for detaljeret observation af fordelingen af IR-kilder i rummet, hvilket afslører komplekse strukturer i nebulas, galakser og universets store struktur.
en af fordelene ved IR-observation er, at den kan registrere objekter, der er for seje til at udsende synligt lys. Dette har ført til opdagelsen af tidligere ukendte objekter, herunder kometer, asteroider og piskede interstellare støvskyer, der synes at være udbredt i hele galaksen.
IR-astronomi er især nyttig til at observere kolde gasmolekyler og til bestemmelse af den kemiske sammensætning af støvpartikler i det interstellære medium, sagde Robert Patterson, professor i astronomi ved Missouri State University. Disse observationer udføres ved hjælp af specialiserede CCD-detektorer, der er følsomme over for IR-fotoner.
en anden fordel ved IR-stråling er, at dens længere bølgelængde betyder, at den ikke spredes så meget som synligt lys, ifølge NASA. Mens synligt lys kan absorberes eller reflekteres af gas-og støvpartikler, går de længere IR-bølger simpelthen rundt om disse små forhindringer. På grund af denne egenskab kan IR bruges til at observere genstande, hvis lys er skjult af gas og støv. Sådanne objekter omfatter nydannede stjerner indlejret i nebulas eller midten af Jordens galakse.