Какое поглощение атмосферой излучения в инфракрасной области

ИК-излучение

Лучи в дальней инфракрасной области являются частью солнечного спектра, не включающей ультрафиолетовые лучи, которые повреждают кожу, и именно поэтому в космических аппаратах НАСА используется этот вид тепла. В Азии и Европе уже произошел соответствующий перелом в отраслях, отвечающих за косметические и лечебные препараты.

Лучи в дальней инфракрасной области представляют собой форму световой энергии солнца. Они относятся к той же группе инфракрасных лучей оптического спектра, но благодаря большей длине волн, человеческий глаз не в состоянии уловить лучи дальней инфракрасной области, также как и ультрафиолетовые лучи. Такой вид энергии КРАЙНЕ ВАЖЕН И ПОЛЕЗЕН для всех людей, и именно он используется в согревающей одежде RedLaika.

Излучение в дальней инфракрасной области спектра способно проникать, возвращаться, излучаться и отражаться. Человеческое тело может поглощать излучение в дальней инфракрасной области спектра благодаря его способности проникать глубоко в ткани организма. Когда излучение в дальней инфракрасной области спектра проникает через кожу в подкожные ткани, оно трансформируется из световой энергии в тепловую. Тепловое действие в глубоких слоях тканей вызывает расширение кровеносных сосудов в капиллярах, способствует лучшему кровотоку и помогает избавляться от токсинов и отходов метаболизма через пот.

Тип излучения в дальней инфракрасной области спектра

Ближняя инфракрасная область спектра

Средняя инфракрасная область спектра

Дальняя инфракрасная область спектра

Надписи на рисунке:

• (m=м, nm=нм)
• Гамма-излучение
• Рентгеновское излучение
• Ультрафиолетовое излучение
• Инфракрасное излучение
• Микроволны
• Радиоволны
• Излучение в видимой области спектра
• Увеличение длин волн
• Усиление энергии

Влияние на кровообращение

Надписи на рисунке:

• До
• Через 11 минут
• Через 28 минут
• Через 42 минуты
• До
• Через 35 минут

Кровообращение

Видеокамеры, работающие в инфракрасной области спектра, используют, чтобы зафиксировать изменения в кровотоке. На ИК-изображении показано, как увеличивается температура и ускоряется кровоток в мышцах после проведения терапии. Для наших исследований и проверки гипотезы об улучшении кровотока человеческого тела мы используем высокотехнологичную термографическую видеокамеру. Аналогичную картин, но с отличающемся распределением температур по поверхности тела, можно наблюдать под воздействием, например, жилета с инфракрасным подогревом RedLaika — картина будет зависеть от расположения греющих элементов из углеродного волокна.

Польза излучения в дальней инфракрасной области спектра

Надписи на рисунке:

• Вибрация молекул воды
• Энергия излучения в дальней инфракрасной области спектра
• Угол вибрации
• Поглощение

Энергия излучения в дальней инфракрасной области спектра в зависимости от частоты и вибрации сужает форму и кластеры молекул воды, усиливая гидратацию. Наряду с расширением кровеносных сосудов вследствие воздействия тепла, разжижаются жидкости в организме (кровь, лимфа, жир), усиливается кровообращение и ускоряется выведение токсинов.

Кровь и лимфа, не подверженные воздействию энергии излучения в дальней инфракрасной области спектра, более густые (неизмененная вода). Более узкие кровеносные сосуды + более густые жидкости = замедление кровообращения и повышение риска появления сгустков, тромбоза глубоких вен, инсульта.

Если бы существовал способ усилить энергию тела, сбросить вес, уменьшить стресс, провести детоксикацию организма и очистить кожу, а также одновременно с этим укрепить иммунную систему для борьбы против различных заболеваний, начиная с обычной простуды, плохого кровообращения, астмы, бронхита и других респираторных заболеваний до тяжелых опасных для жизни состояний, чего бы это стоило?

Что, если бы для того, чтобы получить все эти преимущества, человеку нужно было только расслабиться и прилечь на 15-30 минут в день, три или четыре раза в неделю, слушая музыку? Чего бы это стоило?

Надписи на рисунке:

• Энергия излучения в дальней инфракрасной области спектра
• Источник питания недостаточно мощный, поэтому энергия излучения в дальней инфракрасной области спектра проникает неглубоко
• Источник питания достаточной мощности обеспечивает оптимальное проникновение энергии излучения в дальней инфракрасной области спектра
• Неглубокое проникновение происходит, когда источник энергии, активирующий источник энергии излучения в дальней инфракрасной области спектра, является недостаточно мощным

Более глубокое проникновение происходит, когда достаточно мощный источник энергии активирует источник энергии излучения в дальней инфракрасной области спектра

Сотни лет назад люди обратились к термотерапии как к источнику природного лечения многих заболеваний и дискомфортных состояний. Тепло от излучения в дальней инфракрасной области спектра простым и естественным образом находится в самом верху списка оздоровительных видов лечения.

Активированным теплом материал, использующий излучение в дальней инфракрасной области спектра, выделяет соответствующий вид энергии, поглощаемой человеческими клетками, и вызывает физический феномен, называемый «РЕЗОНАНС». Таким образом, немедленно усиливается клеточная активность, что приводит к улучшению кровообращения и общему повышению скорости метаболизма.

Проведение терапии теплом от излучения в дальней инфракрасной области спектра может помочь сбросить вес благодаря ускорению метаболических процессов жизненно важных органов и эндокринных желез, что в результате приводит к существенному сжиганию калорий на протяжении сеанса обработки теплом.

Также повышается частота сердечных сокращений и ускоряется кровообращение, что крайне важно для поддержания хорошего состояния здоровья. Частота сердечных сокращений увеличивается по мере того, как от внутренних органов к поверхности кожи поступает больше крови, причем артериальное давление при этом не повышается.

Надписи на рисунке:

• Удельная упругая энергия = температурная функция
• Тело с более высокой температурой = источник излучения
• Электромагнитные волны
• Тело с более низкой температурой
• Возбуждение атомов и молекул электромагнитными волнами

В случае каких-либо повреждений тепло стимулирует вазодилятацию периферических кровеносных сосудов, насыщая кислородом суставы и конечности, расслабляя напряженные мышцы, ускоряя излечение растяжений и вывихов. Усиление кровотока помогает быстрейшему устранению боли и лечению уставших мускулов по причине более сильного тока крови, более быстрого метаболизма и выведения токсинов через кожу с потом. В китайской медицине кожа считается третьей почкой, поскольку, как верят китайцы, она отвечает за удаление до 30% отходов жизнедеятельности.

Проведение терапии теплом от излучения в дальней инфракрасной области спектра позволяет усилить кровообращение, доставляя множество питательных веществ в кожу и, таким образом, улучшая ее тонус и структуру и мягко ее очищая.

Мнение исследователей об излучении в дальней инфракрасной области спектра

Энергия инфракрасного излучения не только безопасна, но и чрезвычайно полезна для нашего организма. Лампы дальнего инфракрасного излучения активно используются для лечения врачами, хиропрактиками, иглотерапевтами, физиотерапевтами, массажистами для лечения артрита, боли в суставах, мышечных спазмов, повреждений сухожилий и связок, способствуя более быстрому выздоровлению.

Тепло от излучения в дальней инфракрасной области спектра является теплом «ИЗЛУЧЕНИЯ». Лучистое тепло представляет собой просто форму энергии, нагревающую предметы непосредственно в процессе, называемом конверсия, не нагревая воздух.

• Инфракрасное излучение — поглощение
• Отражение и передача
• Отражение
• Инфракрасное излучение
• Поглощение
• Передача

Лучистое тепло также называют энергией инфракрасного излучения (ИК). Инфракрасный сегмент спектра электромагнитных волн можно увидеть, но нельзя ощутить, как тепло. В атмосфере есть «окно», через которое могут проникать инфракрасные лучи в диапазоне 7-14 микрон и безопасно достигать поверхности земли. При нагревании земля испускает инфракрасные лучи в диапазоне 7-14 микрон, с максимальным излучением в 10 микрон.

Доктор Цу-Цаир Оливер Чи обобщил данные о механизме действия инфракрасных устройств, воздействующих на человеческое тело. Ткани, нуждающиеся в повышении энергетических запасов, избирательно поглощают эти лучи. Внутреннее производство энергии инфракрасного излучения, обычным образом протекающее в тканях организма, связано с множеством оздоровительных методик и максимальным повышением обменных процессов, что гарантирует полный лечебный эффект, какой только возможен в тканях, подвергнувшихся воздействию. После насыщения тканей энергией до максимума остаток лучей проходит через них без какого-либо вреда. Этот феномен называется «РЕЗОНАНСНОЕ ПОГЛОЩЕНИЕ».

+7(495)374-90-45
Одежда с подогревом
RedLaika

• Доставка и оплата
• Для бизнеса
• Размеры одежды
• Возврат товара
• Помощь покупателям
• Политика конфиденциальности
• Каталог

• Контакты / Обратная связь
• Новости / блог
• Размеры одежды
• Размер перчаток
• Регистрация/Вход
• Форма подписки

Инфракрасное излучение и изменение климата

Инфракрасное излучение — это электромагнитное излучение, занимаю-щее спектральную область между красным концом видимого света и коротковолновым радиоизлучением. Инфракрасную область спектра обычно условно разделяют на ближнюю, среднюю (2,5-50 мкм) и далекую (50-2000 мкм). Источники инфракрасного излучения бывают природные и техногенные. К природным относятся: излучение Солнца, действующие вулканы, термальные воды, процессы тепломассопереноса в атмосфере, лесные пожары, все нагретые тела.

К техногенным относятся: газоразрядные лампы, угольные и электричес-кие дуги, электрические плиты со спиралью, электронагревательные прибо-ры, плазменные установки, печи, двигатели, генераторы, атомные реакторы, инфракрасные лазеры. Проходя через земную атмосферу, инфракрасное излучение ослабляется в результате рассеяния и поглощения. Азот и кислород воздуха его не поглощают и ослабляют лишь в результате рассеяния, которое, однако, для излучения значительно меньше, чем для видимого света. Пары воды, углекислый газ, озон и другие примеси, имеющиеся в атмосфере, селективно поглощают излучение. Особенно сильно поглощают его пары воды, полосы поглощения которых расположены почти во всей инфракрасной области спектра, а в средней инфракрасной области — углекислый газ. В приземных слоях атмосферы в средней инфракрасной области имеется лишь небольшое число «окон», прозрачных для инфракрасного излучения. Наличие в атмосфере взвешенных частиц — дыма, пыли, мелких капель воды (дымка, туман) — приводит к дополнительному ослаблению излучения в результате рассеяния его на этих частицах, причем величина рассеяния зависит от соотношения размеров частиц и длины волны излучения. При малых размерах частиц (воздушная дымка) инфракрасное излучение рассеивается меньше, чем видимое излучение, а при больших размерах капель (густой туман) оно рассеивается так же сильно. Одна из причин глобального потепления – это загрязнение атмосферы инфракрасным излучением. Под парниковыми газами понимаются газы, создающие в атмосфере экран, задерживающий инфракрасные лучи. В результате этого происходит нагревание нижнего слоя атмосферы. Атмосфера играет роль как бы «одеяла», удерживающего тепло. Наиболее значимыми природными парниковыми газами являются пары воды, содержащиеся в атмосфере в большом количестве, а также диоксид углерода, который попадает в атмосферу как естественным, так и искусственным путем и является основным компонентом, вызывающим парниковый эффект антропогенного происхождения. Известно, что при отсутствии диоксида углерода в атмосфере температура поверхности Земли была бы, примерно, на 7 градусов ниже, чем в настоящее время, что создало бы крайне неблагоприятные условия для жизни животных и растений. Сжигание топлива, лесные и степные пожары – это основные причины увеличения содержания диоксида углерода в атмосфере. В то же время поглощение СО2 из атмосферы основными его потребителями (лесными растениями и фитопланктоном Мирового океана) сократилось за счет уменьшения площадей лесов, гибели фитопланктона. В результате этого поступление углерода в атмосферу стало превышать его потребление растениями. Ежегодный прирост СО2 в атмосфере составляет около 3,5 млрд. т. Возрастание диоксида углерода в атмосфере усиливает парниковый эффект, так как СО2 успешно пропускает длинноволновые лучи солнечного света к поверхности Земли и задерживает коротковолновое излучение. Поэтому чем выше концентрация СО2 в атмосфере, тем меньше тепла рассеивает Земля, тем выше средняя температура у земной поверхности. Потеплению климата Земли способствует также поступление тепла в атмосферу за счет сжигания нефтепродуктов, угля, торфа, работы разнообразных двигателей. Повышение средних температур на земном шаре может существенно изменить ход природных процессов биосферы. Например, известно, что повышение средних температур приземного слоя воздуха в 1930-е годы на 0,4 °С сопровождалось сокращением площади льдов в Арктике на 10 %, жестокими засухами во многих странах, сдвигами границ ландшафтных зон до 200 км к северу. В противоположном направлении на климат влияет запыленность атмосферы. Пылевые частицы, скапливаясь в верхних слоях атмосферы, отражают часть солнечных лучей и тем самым сокращают количество тепла, поступающего на Землю от Солнца. Ученые полагают, что, несмотря на увеличение концентрации СО2 в атмосфере в 1940-е годы, потепление сменилось похолоданием именно за счет увеличения запыленности воздуха.

Учеными был сделан однозначный вывод о том, что выбросы в атмосферу, вызванные человеческой деятельностью, приводят к существенному увеличению концентрации парниковых газов в атмосфере. На основе расчетов с использованием компьютерных моделей было показано, что если сохранится нынешняя скорость поступления парниковых газов в атмосферу, то всего за 30 лет температура в среднем по Земному шару повысится, примерно, на 1 градус. Это необычно большое повышение температуры, если судить по палеоклиматическим данным. Тепловое загрязнение гидросферы проявляется по-другому. Повышение температуры в водоемах пагубно влияет на жизнь водных организмов. В течение длительной эволюции холоднокровные обитатели водной среды приспособились к определенному интервалу температур. Для каждого вида существует температурный оптимум, который на определенных стадиях жизненного цикла может несколько изменяться. В определенных пределах эти организмы способны приспосабливаться к жизни при более высоких или более низких температурах. Если организм живет в условиях самых высоких температур присущего ему интервала, он настолько к ним приспосабли-вается, что гибель его может наступать при температурах несколько более высоких, чем для организма, постоянно живущего в условиях более низких температур. Большая часть водных организмов быстрее приспосабливается к жизни в более теплой воде, нежели в более холодной. Однако эта способность к адаптации не имеет абсолютных максимальных или мини-мальных пределов и меняется в зависимости от вида. В естественных условиях при медленных повышениях или понижениях температур рыбы и другие водные организмы постепенно приспосабливаются к изменениям температуры окружающей среды. Но если в результате сброса в реки и озера горячих стоков с промышленных предприятий быстро устанавливается новый температурный режим, времени для акклиматизации не хватает, живые организмы получают тепловой шок и погибают. Тепловой шок — это крайний результат теплового загрязнения. Результатом сброса в водоемы нагретых стоков могут быть иные, более коварные последствия. Одним из них является влияние на процессы обмена веществ. Согласно закону Ван Гоффа, скорость химической реакции удваивается с увеличением температуры на каждые 10°С. Поскольку температура тела холоднокровных организмов регулируется температурой окружающей водной среды, повышение температуры воды усиливает скорость обмена веществ у рыб и водных беспозвоночных. В свою очередь это повышает их потребность в кислороде. В то же самое в результате повышения температуры воды содержание в ней кислорода падает, тогда как потребность в нем живых организмов возрастает. Возросшая потребность в кислороде, его нехватка вызывают жестокий физиологический стресс и даже смерть. В летнее время повышение температуры воды всего на несколько градусов может вызвать 100%-ную гибель рыб и беспозвоночных, особенно тех, которые обитают у южных границ температурного интервала. Искусственное подогревание воды может существенно изменить и поведение рыб — вызвать несвоевременный нерест, нарушить миграцию. Если разрушающая сила электростанций превышает способность видов к самовосстановлению, популяция приходит в упадок. Повышение температуры воды способно нарушить структуру растительного мира водоемов. Характерные для холодной воды водоросли заменяются более теплолюбивыми и, наконец, при высоких температурах полностью ими вытесняются. Если тепловое загрязнение усугубляется поступлением в водоем органических и минеральных веществ (смыв удобрений с полей, навоза с ферм, бытовых стоков), происходит процесс эвтрофикации, то есть резкого повышения продуктивности водоема. Азот и фосфор, служа питанием для водорослей, в том числе микроскопических, позволяет последним резко усилить свой рост. Размножившись, они начинают закрывать друг другу свет, в результате чего идет процесс их массового отмирания и гниения, сопровождающийся ускоренным потреблением кислорода, вплоть до полного его исчерпания. А в этом случае вся экосистема может погибнуть. Кроме изменения среды обитания водных организмов электростанции могут оказывать на них и физическое влияние. Соленая вода, использующаяся для охлаждения, оказывает сильное коррозирующее влияние на металлические поверхности и вызывает высвобождение ионов металлов, особенно меди, в воду. Ракушечные животные накапливают медь в таких количествах, что становятся непригодными для использования их человеком. Все перечисленные выше последствия теплового загрязнения гидросферы и атмосферы наносят огромный вред природным экосистемам и приводят к пагубному изменению среды обитания человека.

Список литературы

1. Хотунцев Ю.Л. Экология и экологическая безопасность: Учеб. пособие. — М.: ACADEMA, 2002. — 480с.
2. Воронков Н. А. Экология. Общая, социальная, прикладная: Учеб. пособие. — М.: Агар, 1999.-424с.

Опубликовано:
30.01.2023
Вся экология:

• Начало
• Эко новости
• Популярные новости
• Новости сегодня
• Новости вчера
• Новости за день
• Архив экологических новостей
• Добавить материал
• RSS лента новостей
• Эко календарь
• Добавить событие
• Эко Законы
• Эко организации
• Эко сайты
• Добавить сайт
• Эко библиотека
• Составы отходов
• Словарь
• Книги по экологии
• Рефераты
• Эко объявления
• Контакты
• Наши баннеры
• Подписка
• Реклама на сайте

Какое поглощение атмосферой излучения в инфракрасной области

Земная атмосфера прозрачна почти полностью для падающего извне излучения лишь в двух сравнительно узких окнах: оптическом — в диапазоне длин волн от 0,3 мкм (3000 ) до 1,5-2 мкм (область до 8 мкм состоит из ряда узких полос пропускания) и в радиодиапазоне — для волн длиной от 1 мм до 15-30 м.

Непрозрачность атмосферы для всех др. длин волн определяется поглощением и рассеянием излучения на молекулах и атомах, а также отражением радиоволн от электронов ионосферы.

В УФ-области спектра, т.е. в случае волн короче 3000 , излучение поглощается в основном слоем озона (O₃), расположенного на высотах 20-60 км с максимумом концентрации на высоте ок. 27 км ( молекул/см 3 , что соответствует относительной концентрации ). Количество озона на луче зрения составляет примерно молекул/см 2 . Поглощение озоном доминирует вплоть до 1800 . В интервале длин ^волн от 1800 и примерно до 1000 поглощение определяется процессами ионизации и диссоциации молекул кислорода, содержание к-рого вследствие диффузионного разделения и диссоциации уменьшается с высотой и становится исчезающе малым на высотах св. 150 км. В области длин волн короче 1000 поглощение связано с процессами ионизации молекулярного азота и атомарного кислорода, однако уменьшение их концентрации с высотой приводит к тому, что атмосфера выше 150 км делается полностью прозрачной на всех длинах волн УФ-диапазона. На б’ольших высотах поглощение может быть заметно лишь в отдельных спектр. линиях, напр. в линии атомарного водорода и др. линиях обильных элементов земной атмосферы. В отдельных областях УФ-диапазона небольшую роль играет поглощение водяным паром, однако выше 15-20 км его практически нет.

Рис. 1. Высота, до которой проникает излучение данной длины волны в диапазоне от длинных радиоволн и до гамма- излучения. Приведены кривые высот, до которых доходит 50, 10 и 1% падающего излучения.

В рентг. и гамма-диапазоне поглощение зависит от количества вещества (г/см 2 ), расположенного выше данного уровня атмосферы и, начиная с 30-40 км, атмосфера Земли становится практически прозрачной для фотонов с энергией, превышающей 20 кэВ (т.е. для длин волн короче 0,5 ). До поверхности Земли первичные космич. лучи, рентгеновское и гамма-излучение не проникают.

В ближнем ИК-диапазоне длин волн (короче 5,5 мкм) имеется неск. окон прозрачности и зависимость пропускания атмосферы от длины волны имеет весьма сложный вид. В более длинноволновом диапазоне расположено лишь два окна прозрачности с центрами на 10 и 20 мкм. Поглощение в этой области спектра определяется молекулами СО₂ и Н₂О. Первое, длинноволновое, окно прозрачности простирается от 8 до 13,5 мкм. В длинноволновой части этого интервала расположены крылья полосы поглощения молекулы СО₂ с центром ок. 15 мкм. В полосе 8-13 мкм прозрачность достигает 50-80%. В области длин волн 9,3-10 мкм расположена слабая полоса поглощения озона. Второе окно прозрачности с центром примерно на 20 мкм простирается от 16 и до 26 мкм. Поглощение в нём определяется парами воды и СО₂.

В области субмиллиметровых длин волн ($\lambda > $100 мкм) поглощение определяется молекулами Н₂О, СО₂ и О₂. Т.к. содержание Н₂О резко уменьшается с высотой, что связано с падением темп-ры в тропосфере, ИК-область спектра в значит. степени доступна наблюдениям с аэростатов и высотных самолётов. В этой области спектра кроме поглощения излучения атмосферой существенно и собственное излучение атмосферы, что особенно важно при исследованиях фонового излучения Вселенной .

Рис. 2. Ослабление земной атмосферой падающего излучения (полное пропускание соответствует 1): а) в области длин волн короче 30 мкм для уровня моря и для высоты 4200 м над уровнем моря; б) субмиллиметровой области спектра от 300 мкм и до 1 мм; в) для коротковолнового радиоизлучения в диапазоне длин волн от 0,6 мм и до 10 см (ослабление выражено в дБ).

В видимой части спектра при наблюдениях вблизи зенита с уровня моря поглощение при идеальном состоянии атмосферы равно 0,21 m для визуальной части спектра (система V, см. Астрофотометрия ) и 0,34 m для синей части спектра (система В). При наблюдениях светил, находящихся над горизонтом выше 10-20 o , поглощение пропорционально secZ, где Z — угловое расстояние светила от зенита (зенитное расстояние). Величина secZ примерно пропорциональна воздушной массе, т.е. количеству вещества атмосферы на луче зрения. При наблюдениях с уровня моря поглощение весьма существенно зависит от запылённости атмосферы (см. Астроклимат ). С проблемой прозрачности атмосферы тесно связан вопрос о дрожании и качестве изображения.

Непрозрачность атмосферы в декаметровой области радиодиапазона определяется отражением радиоволн от ионосферы, простирающейся от 90 км и до неск. тысяч км от поверхности Земли (см. Верхняя атмосфера Земли).

В области миллиметровых длин волн ослабление падающего извне излучения зависит от влажности атмосферы и определяется полосами поглощения Н₂О, а также О₂. В отдельных полосах поглощение достигает 100 децибел (дБ). На рис. 1 приведена высота, до к-рой доходит излучение данной длины волны (нижняя шкала) или энергии (верхняя шкала). Приведены кривые для 50, 10 и 1% прохождения падающего излучения до указанной высоты (правая нелинейная шкала). Левая, равномерная, шкала соответствует доле атмосферы (по массе), остающейся выше данного уровня, указанного на правой шкале. Из рисунка видно, что почти вся ИК-область спектра, а также область жёсткого рентг. и гамма-излучения доступна наблюдениям с аппаратурой, поднимаемой на высотных аэростатах и самолётах выше 20-30 км (рис. 2). Наблюдения же в УФ-области спектра и в рентг. диапазоне могут вестись лишь при помощи аппаратуры, вынесенной за пределы атмосферы на высотных ракетах или ИСЗ (см. Внеатмосферная астрономия ).

Публикации с ключевыми словами: атмосфера Земли Публикации со словами: атмосфера Земли
См. также:

Инфракрасное излучение

Инфракра́сное излуче́ние (ИК-излучение, ИК-лучи), электромагнитное излучение с длинами волн λ \lambda λ от около 0,74 мкм до около 1–2 мм, т. е. излучение, занимающее спектральную область между красным концом видимого излучения и коротковолновым (субмиллиметровым) радиоизлучением. Инфракрасное излучение относится к оптическому излучению, однако в отличие от видимого излучения оно не воспринимается человеческим глазом. Взаимодействуя с поверхностью тел, оно нагревает их, поэтому часто его называют тепловым излучением . Условно область инфракрасного излучения разделяют на ближнюю ( λ \lambda λ =0,74–2,5 мкм), среднюю (2,5–50 мкм) и далёкую (50–2000 мкм). Инфракрасное излучение открыто У. Гершелем (1800) и независимо У. Х. Волластоном (1802).

Спектры инфракрасного излучения могут быть линейчатыми ( атомные спектры ), непрерывными (спектры конденсированных сред ) или полосатыми ( молекулярные спектры ). Оптические свойства (коэффициенты пропускания , отражения, преломления и т. п.) веществ в инфракрасном излучении, как правило, значительно отличаются от соответствующих свойств в видимом или ультрафиолетовом излучении. Многие вещества, прозрачные для видимого света, непрозрачны для инфракрасного излучения определённых длин волн, и наоборот. Так, слой воды толщиной в несколько сантиметров непрозрачен для инфракрасного излучения с λ > 1 \lambda>1 λ > 1 мкм, поэтому вода часто используется в качестве теплозащитного фильтра. Пластинки из Ge \text Ge и Si \text Si , непрозрачные для видимого излучения, прозрачны для инфракрасного излучения определённых длин волн, чёрная бумага прозрачна в далёкой ИК-области (такие вещества используют в качестве светофильтров при выделении инфракрасного излучения).

Отражательная способность большинства металлов в инфракрасном излучении значительно выше, чем в видимом излучении, и возрастает с увеличением длины волны ( металлооптика ). Так, отражение инфракрасного излучения поверхностями Al \text Al , Au \text Au , Ag \text Ag , Cu \text Cu с λ \lambda λ =10 мкм достигает 98 %. Жидкие и твёрдые неметаллические вещества обладают селективным (зависящим от длины волны) отражением инфракрасного излучения, положение максимумов которого зависит от их химического состава.

Проходя через земную атмосферу, инфракрасное излучение ослабляется вследствие рассеяния и поглощения атомами и молекулами воздуха. Азот и кислород не поглощают инфракрасное излучение и ослабляют его лишь в результате рассеяния, которое для инфракрасного излучения значительно меньше, чем для видимого света. Молекулы H 2 O \text_\text H 2 ​ O , CO 2 \text_ CO 2 ​ , O 3 \text_ O 3 ​ и другие, присутствующие в атмосфере, селективно (избирательно) поглощают инфракрасное излучение, причём особенно сильно поглощают его пары́ воды. Полосы поглощения H 2 O \text_\text H 2 ​ O наблюдаются во всей ИК-области спектра, а полосы CO 2 \text_ CO 2 ​ – в её средней части. В приземных слоях атмосферы имеется лишь небольшое число «окон прозрачности» для инфракрасного излучения. Наличие в атмосфере частиц дыма, пыли, мелких капель воды приводит к дополнительному ослаблению инфракрасного излучения в результате его рассеяния на этих частицах. При малых размерах частиц инфракрасное излучение рассеивается меньше, чем видимое излучение, что используют в ИК-фотографии.

Источники инфракрасного излучения

Мощный естественный источник инфракрасного излучения – Солнце , около 50 % его излучения лежит в ИК-области. На инфракрасное излучение приходится от 70 до 80 % энергии излучения ламп накаливания ; его испускают электрическая дуга и различные газоразрядные лампы , все типы электрических обогревателей помещений. В научных исследованиях источниками ИК-излучения служат ленточные вольфрамовые лампы, штифт Нернста, глобар, ртутные лампы высокого давления и др. Излучение некоторых типов лазеров также лежит в ИК-области спектра (например, длина волны излучения лазеров на неодимовом стекле составляет 1,06 мкм, гелий-неоновых лазеров – 1,15 и 3,39 мкм, CO 2 \text_ CO 2 ​ -лазеров – 10,6 мкм).

Приёмники инфракрасного излучения

Приёмники ИК-излучения основаны на преобразовании энергии излучения в другие виды энергии, доступные для измерения. В тепловых приёмниках поглощённое инфракрасное излучение вызывает повышение температуры термочувствительного элемента, которое и регистрируется. В фотоэлектрических приёмниках поглощение ИК-излучения приводит к появлению или изменению силы электрического тока или напряжения . Фотоэлектрические приёмники (в отличие от тепловых) селективны, т. е. чувствительны лишь к излучению определённой области спектра. Фоторегистрация инфракрасного излучения осуществляется с помощью специальных фотоэмульсий, однако они чувствительны к нему только для длин волн до 1,2 мкм.

Применение инфракрасного излучения

ИК-излучение широко применяют в научных исследованиях и для решения различных практических задач. Спектры испускания и поглощения молекул и твёрдых тел лежат в ИК-области, их изучают в инфракрасной спектроскопии , в структурных задачах, а также используют в качественном и количественном спектральном анализе . В далёкой ИК-области лежит излучение, возникающее при переходах между зеемановскими подуровнями атомов, а ИК-спектры атомов позволяют изучать структуру их электронных оболочек. Фотографии одного и того же объекта, полученные в видимом и инфракрасном диапазонах, вследствие различия коэффициентов отражения, пропускания и рассеяния могут значительно различаться; на ИК-фотографии можно увидеть детали, невидимые на обычной фотографии.

В промышленности ИК-излучение используют для сушки и нагрева материалов и изделий, в быту – для обогрева помещений. На основе фотокатодов , чувствительных к инфракрасному излучению, созданы электронно-оптические преобразователи , в которых невидимое глазом ИК-изображение объекта преобразуется в видимое. На основе таких преобразователей построены различные приборы ночного видения ( бинокли , прицелы и т. п.), позволяющие в полной темноте обнаруживать объекты, вести наблюдение и прицеливание, облучая их инфракрасным излучением от специальных источников. При помощи высокочувствительных приёмников ИК-излучения осуществляют теплопеленгацию объектов по их собственному инфракрасному излучению и создают системы самонаведения на цель снарядов и ракет. ИК-локаторы и ИК-дальномеры позволяют обнаруживать в темноте предметы, температура которых выше температуры окружающей среды, и измерять расстояния до них. Мощное излучение ИК-лазеров используют в научных исследованиях, а также для осуществления наземной и космической связи, для лазерного зондирования атмосферы и т. д. Инфракрасное излучение используется для воспроизведения эталона метра.

Опубликовано 24 января 2023 г. в 18:43 (GMT+3). Последнее обновление 24 января 2023 г. в 18:43 (GMT+3). Связаться с редакцией