Infrarooi

Infrarooi, infrarooilig of infrarooistraling is elektromagnetiese straling met langer golflengtes as dié van sigbare lig; dit strek van die rooi kant van die sigbare spektrum by 700 nm (nanometer) tot by 1 mm. Hierdie reeks golflengtes stem ooreen met ’n reeks frekwensies van sowat 430 THz tot 300 GHz, en sluit in die grootste deel van die termiese straling wat teen kamertemperatuur deur voorwerpe uitgestraal word.

’n Valskleurfoto van twee mense in lang-infrarooilig.
Hierdie infrarooifoto van die ruimte wys die (vals) kleure blou, groen en rooi in onderskeidelik golflengtes van 3,4, 4,6 en 12 µm.

Net meer as die helfte van die Son se energie bereik die Aarde in die vorm van infrarooistraling. Die balans tussen geabsorbeerde en uitgestraalde infrarooi het ’n uiters belangrike uitwerking op die Aarde se klimaat.

Geskiedenis

Die bestaan van infrarooilig is in 1800 deur die sterrekundige William Herschel ontdek. Hy het die temperatuur van ’n spektrum wat deur ’n prisma val, met ’n termometer gemeet en vasgestel die temperatuur in die rooi deel van die spektrum is hoër as in die blou deel. In die deel anderkant die rooi het hy ’n nog hoër temperatuur gemeet en tot die gevolgtrekking gekom dat in dié deel van die spektrum lig bestaan wat nie vir die menslike oog sigbaar is nie. Hoewel infrarooi 'n vorm van ligenergie is, kan dit nie deur die menslike blote oog waargeneem word nie.

Infrarooi beteken "onder rooi", want die frekwensie van infrarooistraling is net laer as dié van rooi lig.

Gebruike

Infrarooilig word in die nywerheid, wetenskap en geneeskunde gebruik. Nagsigtoestelle wat aktiewe naby-infrarooibeligting gebruik, laat ’n mens toe om mense of diere te sien sonder om self gesien te word. In infrarooisterrekunde word infrarooiteleskope gebruik om deur stowwerige gebiede in die ruimte soos molekulêre wolke te sien, asook dinge waar te neem soos planete en voorwerpe met rooiverskuiwing uit die vroeë dae van die heelal se bestaan.[1] Termiese infrarooikameras word gebruik om hitteverlies in geïsoleerde stelsels, veranderde bloedvloei in die vel en oorverhitting in elektriese toestelle waar te neem.

Termiese infrafooibeelde word algemeen in die weermag en die burgerlike lewe gebruik. Militêre gebruik sluit in die opspoor van teikens, monitering en nagvisie. Mense straal by normale liggaamstemperatuur hoofsaaklik uit by golflengtes van sowat 10 μm (mikrometer). Nie-militêre gebruike sluit in die inspeksie van nywerheidsgeriewe, draadlose kommunikasie op ’n kort afstand, spektroskopie, omgewingsmonitering en weervoorspelling.

’n Ratelslang met ’n hittesintuig.

Diere kan ook infrarooi waarneem. Ratelslange het spesiale groefies tussen hul neusgate en oë waarmee hulle warm prooi kan opspoor. Die groefies bevat hittereseptore wat gevoelig is vir temperatuurstyging. Saam met sy oë stel die groefies die slang ook in staat om diepte waar te neem en dus kan hulle hul prooi in die donker redelik akkuraat raak pik. Slange kan temperatuursverskille van net 0,003 °C waarneem.[2] Die boa bevat ook hittegevoelige organe.

Elektromagnetiese spektrum

Infrarooilig strek van die rooi kant van die sigbare spektrum by 700 nm tot by 1 mm. Hierdie reeks golflengtes stem ooreen met ’n reeks frekwensies van sowat 430 THz tot 300 GHz,[3] Onder infrarooi is die mikrogolfdeel van die elektromagnetiese spektrum.

Ligvergelyking[4]
NaamGolflengteFrekwensie (Hz)Fotonenergie (eV)
GammastraalMinder as 0,01 nmMeer as 10 EHz124 keV – 300+ GeV
X-straal0,01 nm – 10 nm30 EHz – 30 PHz124 eV  – 124 keV
Ultraviolet10 nm – 380 nm30 PHz – 790 THz3,3 eV – 124 eV
Sigbare lig380 nm–700 nm790 THz – 430 THz1,7 eV – 3,3 eV
Infrarooi700 nm – 1 mm430 THz – 300 GHz1,24 meV – 1,7 eV
Mikrogolf1 mm – 1 meter300 GHz – 300 MHz1,24 µeV – 1,24 meV
Radiogolf1 m – 100 000 km300 GHz – 3 Hz12,4 feV – 1,24 meV

Natuurlike infrarooi

Sonlig, teen ’n effektiewe temperatuur van 5 780 kelvin, bestaan uit byna-termiesespektrum-bestraling waarvan net meer as die helfte infrarooi is. As die Son op sy hoogste is, het sonlig ’n bestralingsterkte by die seevlak van net meer as 1 kilowatt per vierkante meter. Van dié energie is 527 watt infrarooistraling, 445 watt is sigbare lig en 32 watt is ultravioletstraling.[5]

Op die oppervlak van die Aarde, teen veel laer temperature as op dié van die Son, bestaan feitlik alle termiese straling uit infrarooi in verskeie golflengtes. Van hierdie natuurlike termiese stralingsprosesse is net weerlig en natuurlike brande warm genoeg om baie sigbare energie te vervaardig, en brande vervaardig veel meer infrarooi- as sigbarelig-energie.

Verdeling van die infrarooiband

In die algemeen straal voorwerpe infrarooi oor ’n spektrum golflengtes uit, maar soms is net ’n deel van dié spektrum van belang omdat sensors gewoonlik net straling in ’n spesifieke bandbreedte meet. Termiese infrarooistraling het ook ’n maksimum emissiegolflengte, wat omgekeer eweredig is aan die absolute temperatuur van die voorwerp, in ooreenstemming met die Wet van Wien.

Daarom word die infrarooiband dikwels opgedeel in kleiner dele. ’n Algemene skema is:[6]

Naam Afkorting Golflengte Fotonenergie
Naby-infrarooi NIR, IR-A DIN 0,75–1,4 µm 0,9–1,7 eV
Kort-infrarooi SWIR, IR-B DIN 1,4-3 µm 0,4–0,9 eV
Middel-infrarooi MWIR, IR-C DIN; MidIR.[7] 3–8 µm 150–400 meV
Lang-infrarooi LWIR, IR-C DIN 8–15 µm 80–150 meV
Ver-infrarooi FIR 15–1,000 µm 1,2–80 meV

NIR en SWIR word soms "weerkaatste infrarooi" genoem, en MWIR en LWIR "termiese infrarooi".

Sien ook

Verwysings
  1. "IR Astronomy: Overview" (in Engels). NASA Infrared Astronomy and Processing Center. Geargiveer vanaf die oorspronklike op 25 Desember 2016. Besoek op 30 Oktober 2006.
  2. Butler AB, Hodos W. 2005. Comparative Vertebrate Neuroanatomy: Evolution and Adaptation. 2de uitg. Wiley-Liss. 744 pp. ISBN 0-471-21005-6.
  3. Liew, S. C. "Electromagnetic Waves" (in Engels). Centre for Remote Imaging, Sensing and Processing. Geargiveer vanaf die oorspronklike op 17 Mei 2020. Besoek op 27 Oktober 2006.
  4. C.R. Nave – Hyperphysics: Electromagnetic Spectrum
  5. "Reference Solar Spectral Irradiance: Air Mass 1.5" (in Engels). Geargiveer vanaf die oorspronklike op 12 Mei 2019. Besoek op 12 November 2009.
  6. Byrnes, James (2009). Unexploded Ordnance Detection and Mitigation. Springer. pp. 21–22. ISBN 978-1-4020-9252-7.
  7. "Photoacoustic technique 'hears' the sound of dangerous chemical agents". R&D Magazine. 14 Augustus 2012. rdmag.com. Besoek op 8 September 2012.

Eksterne skakels
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.