神通广大的红外线
红外线是一种人的肉眼看不见的光线,最近二三十年来,初露头角的红外技术,在各个领域里获得了广泛的应用。开始应用到生产上,并形成了一门崭新的技术—红外技术。
1800年,英国科学家海谢尔做了一个实验,他把阳光分成彩色光带以后,用温度计来测量各种光的温度,发现了一个奇怪的现象:靠近太阳光深红色光外的不可见部分,温度竟比红光还高。这是一个意外的发现。因为以前只知道太阳光有七色,至于在七色之外的黑暗中还存在着什么物质,是不清楚的。于是,海谢尔设想在太阳的辐射中,除了可见光以外,一定还包含着一种人的肉眼看不见的辐射。后来经过实验证明:这种辐射还存在于其他物体发出的辐射中。当时,人们就称它为“不可见辐射”。由于这种“不可见辐射”是在红光的外边发现的,所以,后来就称它为红外辐射,又叫它红外线。
1887年,人们在实验室中成功地产生了红外线,使人们认识到:可见光、红外线和无线电波在本质上都是一样的。到了20世纪,由于生产实践的需要,推动了各项新技术的发展,红外科学也从实验室走出来,开始应用到生产上,并形成了一门崭新的技术—红外技术。
最近二三十年来,初露头角的红外技术,在各个领域里获得了广泛的应用。
红外线比红光具有更大的热作用,穿透能力也很强,用它来烘干东西既快又好。因此人们常常利用它来干燥飞机、轮船和汽车的油漆。过去,自然干燥常常使油漆物的表面形成一个硬壳,里面的湿气散发不出去,形成一个气泡,影响油漆质量。利用红外线干燥油漆,就没有这个弊病了。红外线穿透能力很强,可以利用它来染合成纤维织物。比如,红外线高温渗透到锦纶织物内部以后,会使锦纶织物的结构发生变化,使得颜料很容易进到纤维内部,把颜料固定在织物上,并把它烘干。这样,人们就能利用红外线把锦纶织物染成各种鲜艳的颜色。
红外线是一种人的肉眼看不见的光线,可以利用它组成一道看不见的防线。为了做好仓库的防护工作,可以借助于反光镜,将红外线巧妙地围着仓库绕一圈,然后投射到一只能感受红外线照射的光电管上,让光电管发出电流来。把反光镜、光电管等很好地隐蔽起来,组成一道难以察觉的防线。如果有人敢于向仓库侵犯,它就会遮断了红外线,红外线一旦被遮断光电管就停止了工作,连接在光电管身上的一个开关立刻关闭,警报电铃就会响起来。
不久前,科技人员研制成功一种叫做热释电摄像机的仪器,也就是红外电视。可以利用它来探测火源,检查火灾隐患,对火灾进行监视,并能及时发出警报,被人们誉为“监视火情的哨兵”。由于红外电视摄像机,是依靠被摄物体发出的红外线来摄像的,被摄物体的温度越高,发出的红外线越强,拍摄成的图像也就越清晰。所以,红外电视能不受烟雾、阴云和风雨等阻隔,非常灵敏地对各种火情进行检查,把火灾扑灭在刚刚露头的时候。
红外电视摄像机,再配置上火灾识别器、自动跟踪系统,搜索机构和望远镜,便构成了一种新型的城市火情自动监控系统。它可以自动搜索和发现五、六公里远处2~3平方米那么大小的火源,并能自动跟踪和报警。这样,就可以实现消防指挥调度自动化,为及时发现火灾,消灭火灾,提供了现代化的技术手段。
红外电视,还在工业上用于暗室操作的监控,无损伤,自然资源的热勘探;在农业上用于探测森林、牧场的火情;交通上用于透雾导航等。
红外电视还是个“夜光眼”呢!它可以在一片漆黑的情况下,对敌人的阵地、军事设施进行有效地侦察,即使隐蔽得十分巧妙的敌人潜伏哨,也逃不脱它的敏锐的火眼金睛;也可以用在边防哨所上,对某一特定地区实行监视;还可以“透”过雪层,“看”到躲在雪底下的敌人。还有一种红外显微镜。一提起显微镜,人们往往认为这是一种用来放大微小物体的仪器。其实,它却是一种用作测量温度的仪器。不过,它与一般的温度测量仪不同,可以用来测量十分微小的点上的温度。微小的点上的温度,虽然也可以用半导体点温计来测量,但由于它在测量时要与物体表面直接接触,很容易影响被测点的物理化学性质;如果用红外显微镜来测量,不仅可以克服这些缺点,而且比半导体点温计精确得多。
红外技术,虽然是初露锋芒,但我们深信,伴随着科学技术的不断发展,它必将为我们做出许多可以预料得到乃至预料不到的奇妙的事情来。
红外线亦称“红外光”。在电磁波谱中,波长介于红光和微波间的电磁辐射。在可见光的范围以外,波长比红光要长,有显著的热效应,可以用温差电偶、光敏电阻等仪器来测量,波长在077~3微米为近红外区;3~30微米为中红外区;30~1000微米为远红外区。红外线容易被物体吸收,转化为物体的内能;在通过云雾等充满悬浮粒子的物质时,不易发生散射,具有较强的穿透能力,红外线应用很广,可用以焙制食品、烘干油漆以及进行医疗等。物质对红外线的吸收光谱对研究物质的分子结构、化学分析及化学工业上的控制有重要意义。军事上常用红外探测器来探测目标,以及红外通信等。
红外线电视利用被摄景物本身的热辐射或反射的红外线来进行**摄像和显示的系统称为红外线电视。适于非接触和非破坏性检查,常应用于工业、医学、宇宙开发、军事等方面。
红外线可见光红端与微波间的电磁波,其波长范围约在7×10�8�27米~1×10�8�2�8�8米之间。1800年英国物理学家谢赫耳将温度计放在日光光谱的红光区域外侧,发现仍然具有很强的热作用。于是把这种看不见的射线称为红外射线。一切物体都在向外辐射红外线。物体温度越高发射的红外线波段越宽。红外线产生的机理是原子的外层电子受到激发。红外线的最显著特点是其热作用,红外线的波长比红光长,因此衍射现象比较显著,容易穿过云雾烟尘不易被空气中的悬浮粒子吸收。
利用红外线的热作用来加热物体,如烘干油漆和谷物以及进行医疗等,利用对红外线敏感的底片可以进行远距离摄影和高空摄影,从卫星上用红外线对地面摄影可以清晰地看出地面上的物体并且不受白天和黑夜的限制。由于一切物体都在不停地向外辐射红外线,并且不同的物体辐射的红外线的波长和强度不同,因此应用红外线遥感技术可以在飞机或卫星上勘测地热寻找水源、气象预报等。在现代战争中利用红外夜视仪等夜视设备使对方目标历历在目。用红外物理可以探测高温物体的红外辐射。现在红外传感器还用作反导弹的预警等。
红外是红外线的简称,它是一种电磁波。它可以实现数据的无线传输。自1800年被发现以来,得到很普遍的应用,如红外线鼠标,红外线打印机,红外线键盘等等。红外的特征:红外传输是一种点对点的传输方式,无线,不能离的太远,要对准方向,且中间不能有障碍物也就是不能穿墙而过,几乎无法控制信息传输的进度;IrDA已经是一套标准,IR收/发的组件也是标准化产品。
自然界中的一切物体,只要它的温度高于绝对温度(-273℃)就存在分子和原子无规则的运动,其表面就不断地辐射红外线。红外线是一种电磁波,它的波长范围为760nm~ 1mm,不为人眼所见。红外成像设备就是探测这种物体表面辐射的不为人眼所见的红外线的设备。它反映物体表面的红外辐射场,即温度场。
扩展资料:
红外线的发现:公元1800年英国科学家"威廉·赫歇尔"发现太阳光中的红光外侧所围绕著一种用肉眼无法看见的光源,波长介于56-1000μm的「远红外线」,经过这种光源照射时,会对有机体产生放射、穿透、吸收、共振的效果。美国太空总部(NASA)研究报告指出,在红外线内,对人体有帮助4-14微米的远红外线,从内部发热,从体内作用促进微血管的扩张,使血液循环顺畅,达到新陈代谢的目的,进而增加身体的免疫力及治愈率。
但是根据黑体辐射理论,一般的材料要产生足够强度的远红外线,并不容易,通常必须藉助特殊物质作能量的转换,将它所吸收的热量经由内部分子的振动再发放较长波长的远红外线出来。
参考资料来源:百度百科-红外
在红光以外的、肉眼看不见的、具有热效应的光线称为红外线。
是波长比可见光还要长,肉眼看不见的光段,红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种,由德国科学家霍胥尔于1800年发现,又称为红外热辐射,太阳光谱上红外线的波长大于可见光线,波长为075~1000μm。红外线可分为三部分,即近红外线,波长为075~150μm之间;中红外线,波长为150~60μm之间;远红外线,波长为60~l000μm 之间。
真正的红外线夜视仪是光电倍增管成像,与望远镜原理全完不同,白天不能使用,价格昂贵且需电源才能工作。
红外线在家庭生活中已逐渐占据地位,所谓家电中红外线技术的应用,是指它通过特殊的设计将煤气燃烧所产生的热量转化为无焰燃烧红外线热所辐射传递,由于燃烧方式与传统机理上的革命,使红外线具有普通燃气灶所无可比拟的显著优势:高效节能,环保健康,洁净卫生,安全可靠。就像微波炉,微波炉又称微波烤箱,顾名思义,是一种利用微波辐射来加热食品的烤箱,在炉子的上方侧面装有磁电管,通电后产生微波,微波穿通食物,使食物内分子产生高温振荡、摩擦生热。微波炉比一般烤箱烹制更快捷,并带有温度调控系统和定时器。还有一种长波红外线,穿透皮肤的深度一般在005—1毫米,最多穿透3—5毫米,而短波红外线穿透力强,一般在1厘米。短波红外线如不加防护对人体的眼睛有伤害,可使晶体混浊,蛋白质变化。由于远红外线具有较好的热效应,会引起一系列的生理效应。如:1、改善人体微循环;2、提高免疫力,提高机体血液中吞噬细胞的吞噬功能,从而提高人体的免疫力和抗病能力;3、具有消炎、消肿的作用;4、有活血镇痛的作用;5、激活生物大分了的活性,活化组织细胞。就像现在市场上的中脉远弘保健内衣就是利用这个原理。
手机红外线的用途很多,这里略举两点:
1、手机对手机,可以收发姓名、号码、等操作方法:先分别打开两个手机的红外接口,此功能在功能表的“数据连通”里可以找到,然后把两个接口对在一起(记得靠近点)发号码给别人,直接进入通讯录找到要发的号码,选择操作,在子菜单中找到“发送名片”选择即可,发送也是如此。
2、手机对电脑,可以下载游戏、小说、铃声等。操作方法:上网下载一个叫做NOKIAPCSUITE 的软件;买一条USB红外适配器;当然还要下载你想要的游戏和小说;把红外线适配器和电脑联接起来,像上一点讲的一样打开手机的红外线接并对准红外线适配器的红色区域,然后打开你所下载的软件可以看到一个电脑到手机的标志,在提示框中选择你想下载到手机的东西,然后按下传送。
红外线是可见光红端与微波间的电磁波,其波长范围约在7×10(负7次方)米至1毫米间。太阳光及物体的热辐射中都包含红外线的连续谱。分子的振动与转动光谱往往处于红外光谱范围内。
红外线的检测可以利用其热效应也可利用其光电性质。常用热电偶与热电元件检测红外线。这些检测器在整个红外光谱区内是同样灵敏的。利用光电导材料如碲镉汞、锑化铟也可检测红外线。此种器件随着温度升高而电导率增加,故可用以测量红外线。但这些光电导材
料各对红外光谱有一定敏感区,且往往须在低温下使用。另外还有对红外线敏感的特种照相乳胶,可用于拍摄红外照相。
一定波段的红外线能穿透雾,而可见光则易为雾散射。夜间物体不发射可见光时仍有热辐射。利用红外照相或其他检测方法可以观测到肉眼所观察不到的情景。
离可见区较远的红外线一般不能透过玻璃。对于红外线需用氯化钠、溴化钾、碘化铯、氟化钙等晶体作光学元件,这些晶体对红外线透明的波段是不同的。
强度大,温度高
红外线是一种电磁波,位于可见光红光外端,在绝对零度(-27315℃) 以上的物体都辐射红外能量,是红外测温技术的基础。
红外辐射的辐射度、辐射出射度、辐射强度、辐射功率等均是物理中有关红外辐射的相关计算量。
一般物体的热辐射
一般物体对辐射的吸收比总是小于1,因而发射热辐射的能力也小于黑体。对于它的辐射度,一般不直接测量,而是与同温度的黑体辐射进行比较,用一个比值表示其辐射特性。
首先,比较热辐射物体与同温度黑体在各个方向上的辐射度。前者的辐射度L可写成 L=ε,ψ)Lbb (16)
式中ε称为发射率,ε<1。对于大部分具有实用价值的热辐射物体,ε与方向,ψ)无关。因而达类物体也具有朗伯型表面,M=πL关系同样适用。
其次,比较热辐射物体与黑体在各个温度及各波长的法向辐射度。利用上述关系就可得到物体的辐射出射度M
M=ε(T,λ)Mbb(T,λ) (17)
式中ε与波长和热辐射体的温度有关。但是,对于一些具有实用价值的热辐射物体,ε随λ的变化比较缓慢。在所需要的光谱范围内,可以把ε看作常数,或者取适当的平均值。这样,按普朗克公式对波长积分所得的斯忒藩定律可写成
M=ε(T)σT4 (18)
因而,对任一热辐射物体,都可以用一个比ε来描述它的热辐射性能。一般说来,ε是方向、温度和波长的复杂函数。但是,一些常用的热辐射体,大都具有朗伯型表面,ε随λ的变化缓慢,用一个对波长作适当平均的ε(T)就足以描述它的全部热辐射特性。
在前面讨论空腔热平衡时,曾得到式(12),将其与式(18)相比,即得
ε=α (19)
即任何物体的吸收比与发射率在任何温度和任何波长时都相等。黑体是其中的一个特例,ε=α=1。
当α<1时,投射到物体表面的辐射,一部分被反射,其余部分进入体内被吸收。但是,也有可能仅有一部分被吸收,而其余部分透过物体辐射出去。如果反射比(反射出去的辐射功率与入射辐射功率之比)为 ρ,透射比(透过物体的辐射功率与入射辐射功率之比)为τ,则按能量守恒定律,应有
α+ρ+τ=1 (20)
对于不透明物体τ=0,则得
α+ρ=1
因而有
ε=1-ρ (21)
在实践中,常用测量ρ的办法来求ε。
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