Το υπέρυθρο φως (IR) είναι ένα μήκος κύματος ενέργειας που είναι αόρατο στο ανθρώπινο μάτι. Η πιο κοινή πηγή αυτής της ενέργειας είναι η θερμότητα. Τα αντικείμενα μπορούν να έχουν τις σχετικές θερμοκρασίες τους να μετρηθούν με το πόσο από αυτή την ενέργεια εκπέμπουν. Τα χαμηλότερα μήκη κύματος ή «κοντά στο υπέρυθρο» — πιο κοντά στο ορατό φως κόκκινο — δεν είναι ζεστά και συχνά χρησιμοποιούνται για τη μετάδοση δεδομένων στα ηλεκτρονικά. Ένα τηλεχειριστήριο, για παράδειγμα, μπορεί να χρησιμοποιεί ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος κοντά στο υπέρυθρο για να επικοινωνεί με έναν δέκτη, στέλνοντας παλμούς φωτός που μεταδίδουν ένα σήμα στη συσκευή, λέγοντάς της τι να κάνει.
Περιγραφή και Μέτρηση
Μια μορφή ενέργειας, το IR είναι μέρος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Αυτό το φάσμα αποτελείται από ραδιοκύματα. φούρνοι μικροκυμάτων? υπέρυθρο, ορατό και υπεριώδες φως. ακτινογραφίες? και ακτίνες γάμμα. Κάθε μορφή ενέργειας ταξινομείται κατά μήκος κύματος. Το υπέρυθρο πέφτει μεταξύ των μικροκυμάτων και των κυμάτων ορατού φωτός επειδή τα κύματα του είναι μικρότερα από τα μικροκύματα αλλά μακρύτερα από αυτά του ορατού φωτός.
Το πρόθεμα infra προέρχεται από τη λατινική λέξη που σημαίνει «κάτω». ο όρος σημαίνει «κάτω από το κόκκινο», υποδεικνύοντας τη θέση του στο ηλεκτρομαγνητικό φάσμα. Το ορατό φως έχει μια σειρά από μήκη κύματος που εκδηλώνονται στα επτά χρώματα του ουράνιου τόξου. Το κόκκινο έχει το μεγαλύτερο μήκος κύματος και το βιολετί το μικρότερο. Το υπέρυθρο, με μήκη κύματος μεγαλύτερο από το κόκκινο χρώμα, είναι αόρατο στο ανθρώπινο μάτι.
Ακριβώς όπως με το ορατό φως, υπάρχει μια σειρά από μήκη κύματος IR. Η Διεθνής Επιτροπή Φωτισμού το έχει χωρίσει σε τρεις γενικές ενότητες με βάση το μήκος του κύματος και την πυκνότητα. Αυτές οι ομάδες είναι κοινώς γνωστές ως εγγύς, μεσαίο και μακρινό υπέρυθρο, με το εγγύς υπέρυθρο να είναι το πλησιέστερο στην πλευρά του ορατού φωτός του φάσματος και το μακρινό ή μεγάλο κύμα να βρίσκεται κοντά στη ζώνη μικροκυμάτων. Υπάρχουν χρήσεις για τα μήκη κύματος IR σε κάθε ομάδα, από την ασύρματη επικοινωνία έως τη λειτουργία ως πηγή θερμότητας.
Διαχείριση Αιτήσεων
Σχεδόν όλα τα αντικείμενα εκπέμπουν θερμότητα ή ενέργεια και μια από τις πιο εύκολα αναγνωρίσιμες μορφές ενέργειας είναι η υπέρυθρη ακτινοβολία. Όταν ένα αντικείμενο δεν είναι αρκετά ζεστό για να εκπέμπει ορατό φως, εκπέμπει το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειάς του στο φάσμα υπερύθρων. Είναι αυτή η θερμότητα που προσφέρει πολλές εφαρμογές IR σε σχεδόν κάθε τομέα της ζωής, συμπεριλαμβανομένης της υγείας, της επιστήμης, της βιομηχανίας, της τέχνης και της ψυχαγωγίας.
Η μετατροπή της υπέρυθρης ενέργειας, γνωστής και ως ακτινοβολούμενης θερμότητας, σε εικόνα που μπορεί να δει και να κατανοήσει το ανθρώπινο μάτι γίνεται με μια διαδικασία που ονομάζεται θερμική απεικόνιση. Μια κάμερα υπερύθρων χρησιμοποιείται για την ακριβή μέτρηση της θερμοκρασίας ενός αντικειμένου, η οποία στη συνέχεια μεταφράζεται σε χρώμα. Για παράδειγμα, η υπέρυθρη απεικόνιση δείχνει συνήθως τις θερμότερες περιοχές σε ένα ανθρώπινο σώμα ως κόκκινο, ακολουθούμενες από το κίτρινο, το πράσινο, το μπλε και το μοβ καθώς η θερμοκρασία μειώνεται. Μελετώντας πώς κατανέμεται η θερμότητα του σώματος, η θερμική απεικόνιση μπορεί να αναλύσει τους ιστούς και τα υγρά του σώματος για να ανιχνεύσει τραυματισμό ή ασθένεια.
Το υπέρυθρο φως χρησιμοποιείται σε εξοπλισμό νυχτερινής όρασης, επιτρέποντας στον χρήστη να βλέπει στο σκοτάδι. Δύο τύποι νυχτερινής όρασης χρησιμοποιούν και οι δύο υπερύθρων: θερμική και ενίσχυση εικόνας. Η θερμική νυχτερινή όραση επιτρέπει στο χρήστη να αναγνωρίζει ανθρώπους και αντικείμενα από το μοτίβο θερμότητας που εκπέμπουν. Οι ενισχυτές ενισχύουν το υπάρχον φως — συμπεριλαμβανομένου του υπέρυθρου — για να επιτρέπουν στον χρήστη να βλέπει.
Ως τρόπος μέτρησης της θερμοκρασίας, το IR χρησιμοποιείται σε πολλούς διαφορετικούς τύπους εφαρμογών. Ο στρατός χρησιμοποιεί αισθητήρες υπέρυθρης ακτινοβολίας για τον εντοπισμό και την παρακολούθηση στόχων ή για τον εντοπισμό κρυμμένων ναρκών ξηράς ή κρύπτες όπλων. Οι αισθητήρες στους δορυφόρους χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση του περιβάλλοντος, τον εντοπισμό περιοχών ρύπανσης, πυρκαγιάς ή αποψίλωσης των δασών. Οι επιχειρήσεις έρευνας και διάσωσης χρησιμοποιούν εκτενώς το IR για τον εντοπισμό αγνοουμένων που χάνονται στο δάσος ή τη ζούγκλα, καθώς και σε κτίρια που έχουν καταρρεύσει ή στο σημείο άλλων καταστροφών.
Πολλές συσκευές τηλεχειρισμού στα σπίτια χρησιμοποιούν υπέρυθρες. Αυτά τα τηλεχειριστήρια χρησιμοποιούν αυτόν τον τύπο φωτός για να μεταφέρουν σήματα μεταξύ ενός πομπού τηλεχειρισμού και της συσκευής που διοικεί. Ο πομπός εκπέμπει φως σε παλμούς, οι οποίοι μεταφράζονται σε δυαδικούς κώδικες που έχουν αντίστοιχες εντολές. Ο δέκτης είναι τοποθετημένος στο μπροστινό μέρος της συσκευής, όπου λαμβάνει αυτούς τους παλμούς φωτός και τους αποκωδικοποιεί σε δυαδικά δεδομένα, τα οποία είναι κατανοητά από τον μικροεπεξεργαστή μέσα στη συσκευή.
Πολλοί διαφορετικοί τύποι επιστημόνων χρησιμοποιούν υπέρυθρες στην εργασία τους, από αστρονόμους για να μάθουν περισσότερα για τους γαλαξίες μακριά από έτη φωτός έως τους αρχαιολόγους που το χρησιμοποιούν όταν μελετούν αρχαίους οικισμούς. Η υπέρυθρη ακτινοβολία χρησιμοποιείται επίσης για τη διατήρηση, την αποκατάσταση και τη διατήρηση πολύτιμων ιστορικών και καλλιτεχνικών έργων. Οι αόρατες λεπτομέρειες αρχαίων θραυσμάτων και εικόνων ζωγραφισμένες κάτω από πίνακες έρχονται στο φως με τη χρήση τεχνολογίας IR. Στη βιομηχανία, η θερμική απεικόνιση είναι πολύτιμη για τη δοκιμή και την παρακολούθηση μηχανικών συστημάτων.