紅外線的概念及性質
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紅外線的概念及性質,紅外線是廣泛應用在生活中方方面面的一種常見的電磁波,肉眼不可見,但十分重要。下面來介紹一下介紹一下紅外線的相關內容,包括紅外線的概念、性質和特點等內容。
紅外線的概念及性質1
紅外線
1、紅外線是頻率介於微波與可見光之間的電磁波,波長在760納米到1毫米之間,頻率比紅光低的不可見光。
2、一般來說,紅外線是太陽光線中衆多不可見光線中的一種,又稱爲紅外熱輻射,熱作用強。
3、高於絕對零度的物質都可以產生紅外線。現代物理學稱之爲熱射線。
紅外線的性質
紅外線本質上是一種電磁波,紅外線可分爲三部分,即近紅外線,波長爲(3-2.5)~(1-0.75)μm之間;中紅外線,波長爲(40-25)~(3-2.5)μm之間;遠紅外線,波長爲1500~(25-40)μm 之間。
紅外線的特點
1、紅外線頻率較低,產生熱效應。紅外線只能穿透到原子、分子的間隙,會使原子、分子的振動加快、間距拉大,即增加熱運動能量,從宏觀上看,物質在融化、在沸騰、在汽化,但物質的本質並沒有發生改變,這就是紅外線的熱效應。
2、紅外線的波長越短,頻率越高、能量越大的波穿透達到的範圍越大;波長越長,頻率越低、能量越小的波穿透達到的範圍越小。
紅外線的概念及性質2
什麼是紅外線
“紅外”,顧名思義,是指在紅光的外面光線。具體來說,紅外線是指波長在0.76-1000微米之間的電磁波。衆所周知.當你取一塊三棱鏡放在太陽光下,可以看到一條絢麗的彩虹,它是由紅、橙、黃、綠、青、蘭、紫七包光組成,這七色可見光中,其光波的波長由長至短依次排列.其中紫光的光波最短,紅光的光波最長。
那麼,紅光的外側.即比紅光的光波還長的、看不見的、波長範圍在0.76-lOOO微米之間的這段電磁波,即爲紅外線。
紅外線的基本特性[1]
紅外線本來就與可見光是不可分割的。因此,可見光所具有的一切特性紅外線都有。如光按直線前進、光的反射定律、光的折射定律、光的干涉、光的'衍射、光的偏振等。另外,紅外技術的各種應用均以紅外線的發射特性和吸收特性爲依據,紅外線的發射特性最重要的有三條定律。
(一)基爾霍夫輻射定律
對於一定的輻射波長而言,物體的輻射本領和它在同一溫度下的吸收本領成正比。換句話說,一個良好的輻射體,它必然是一個良好的吸收體。這一定律,在紅外醫療儀器的設計中應用很廣。
(二)斯蒂芬—玻爾茲曼定律
W = εσT4
W——總的輻射出射度;
ε——材料表面的發射率;
σ——斯蒂芬—玻爾茲曼常數;
T——物體的絕對溫度。
該定律指出物體的總的輻射出射度與物體溫度的4次方以及材料表面的發射率成正比。
根據這一定律,一個物體的溫度與物體熱輻射的總功率有着對應關係,即測量其輻射率就知其溫度,相反,知其溫度則就知其輻射總功率。應用這個原理可以設計和製造各種醫用熱象儀和紅外治療儀。
(三)維恩位移定律
峯值波長λm與黑體絕對溫度T之乘積爲一常數。
紅外線的概念及性質3
紅外線是太陽光線中衆多不可見光線中的一種,由英國科學家赫歇爾於1800年發現,又稱爲紅外熱輻射,熱作用強。他將太陽光用三棱鏡分解開,在各種不同顏色的色帶位置上放置了溫度計,試圖測量各種顏色的光的加熱效應。結果發現,位於紅光外側的那支溫度計升溫最快。
因此得到結論:太陽光譜中,紅光的外側必定存在看不見的光線,這就是紅外線。也可以當作傳輸之媒介。紅外線的英文名是Infrared,其中的infra-意爲意爲“低於,在…下”。 太陽光譜上紅外線的頻率低於可見光線,頻率爲 0.3THz~400THz,對應真空中波長爲 1000μm~0.75μm。
紅外線可分爲三部分,即近紅外線(高頻紅外線,能量較高),波長爲 (3~2.5)μm~(1~0.75)μm 之間;中紅外線(中頻紅外線,能量適中),波長爲 (40~25)μm~(3~2.5)μm 之間;遠紅外線(低頻紅外線,能量較低),波長爲1500μm~(40~25)μm 之間。
紅外線(尤其是遠紅外線)具有很強的熱效應,它能夠與生物體內大多數無機分子和有機大分子發生共振,使這些分子運動加速並相互摩擦,進而產生熱量,因此紅外線可以用於加熱,也可以應用於分子光譜研究中。遠紅外線在科研中又稱“太赫茲射線”或“太赫茲光”,與微波頻段相鄰,具有紅外線和微波的雙重性質,在科研上得到了很多關注,廣泛應用於生物、化學、分子光譜學、有機合成等學科領域中。
分類
近紅外線(Near Infra-red, NIR):2.5μm ~ 0.7μm
中紅外線(Middle Infra-red, MIR):25μm ~ 2.5μm
遠紅外線(Far Infra-red, FIR):500μm ~ 25μm [1]
極遠紅外線:1000μm ~ 15μm
紅外線輻射源可區分爲四部分:
白熾發光區(Actinic range):或稱“光化反應區”,由白熾物體產生的射線,自可見光域到紅外域。如燈泡(鎢絲燈,TUNGSTEN FILAMENT LAMP)、太陽。
熱體輻射區(Hot-object range):由非白熾物體產生的熱射線,如電熨斗及其它的電熱器等,平均溫度約在400℃左右。
發熱傳導區(Calorific range)由滾沸的熱水或熱蒸汽管產生的熱射線。平均溫度低於200℃,此區域又稱爲“非光化反應區”(Non-actinic)。
溫體輻射區(Warm range):由人體、動物或地熱等所產生的熱射線,平均溫度約爲40℃左右。
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