Co to jest podczerwień ?
04/09/2012
1690 Wyświetlenia
0 Komentarze
8 minut czytania
Krótkie, bardziej intuicyjne, wprowadzenie dla naszych czytelników o profilu bardziej humanistycznym niż naukowo-technicznym.
Tekst jest uzupełnieniem naszego reportażu z VIGO Systems – polskiej firmy High-Tech produkującej najlepsze na Świecie detektory podczerwieni. pirx.nowyekran.pl/post/72975,polski-high-tech-szuka-zycia-na-marsie
Tęcza barw uzyskanych z pryzmatu pokazuje kolory widoczne dla naszego oka. Od czerwieni aż po fiołkowy.
Ktoś dociekliwy mógłby spytać: a co jest przed i poza nimi ?
Otóż kolor czerwony poprzedza cała gama barw niewidocznych dla ludzkiego oka, które nazywamy „podczerwienią” lub „infra-czerwienią”. Za fiołkowym, natomiast, są barwy znane jako ultrafiolet. Stąd też na krańcach powyższej tęczy widzimy ciemność – nasze oko ich nie dostrzega.
Podczerwień widzą niektóre zwierzęta, na przykład nocne ptaki drapieżne.
Podobnie też wiele barw ultrafioletu dostrzegają, na przykład pszczoły – ułatwia im to znalezienie miodnych kwiatów.
Światło, które widzimy jest bardzo wąskim wycinkiem ogromnego zakresu fal elektromagnetycznych. Widzialne barwy (od czerwieni po daleki fiolet) odpowiadają falom o długościach od 380 do 740 nanometrów. Co można oszacować średnio jako 1/2000 milimetra. Nanometr jest jedną miliardową metra czyli jedną milionową milimetra. (740 nm-czerwień , 380 nm – fiolet, więcej niż 740 nm – podczerwień).
Cytat z wikipedii:
W 1800 r. fizyk William Herschel umieścił termometr rtęciowy w widmie optycznym uzyskanym z pryzmatu. Eksperyment ten pozwolił mu zmierzyć ilość energii cieplnej przenoszonej przez poszczególne kolory światła. Ku jego zaskoczeniu okazało się, że termometr najbardziej rozgrzewa się, gdy znajdzie się na nieoświetlonym polu poniżej czerwonego koloru. Doszedł do wniosku, iż istnieje niewidzialne dla oka promieniowanie "podczerwone", które transmituje ciepło w postaci niewidocznej fali świetlnej.
Popatrzmy na poniższy rysunek:
Długość fali świetlnej rośnie kierunku czerwieni a maleje w kierunku fioletu.
Na rysunku pokazana jest również odpowiadająca im częstotliwość, która jest odwrotnie proporcjonalna do długości fali (im większa częstotliwość – tym krótsza fala). Ale to można sobie darować bez straty dla zrozumienia tematu.
Na lewo możemy zauważyć fale jeszcze dłuższe niż podczerwień (infrared). Zaliczamy je do szerokiego spektrum fal radiowych. Od mikrofal (microwave), znanych nam z popularnych kuchenek do podgrzewania jedzenia, telefonii komórkowej i radarów aż po zwykłe fale radiowe (radio).
W przeciwną stronę (czyli w prawo od ultraviolet) są fale krótsze od ultrafioletu. Nazywamy je promieniami Roentgena (X-ray), a jeszcze krótsze promieniami gamma (gamma Ray). Te ostatnie są składnikiem promieni radioaktywnych.
No i im krótsza fala – tym więcej energii posiada każdy jej foton.
Skąd się biorą promienie podczerwone ?
Oczywiście dużym dostawcą jest nasze Słońce – to właśnie podczerwień dostarcza sporo słonecznego ciepła. Z drugiej strony za opalanie odpowiada ultrafiolet. Ale nie tylko Słońce, tym bardziej, że podczerwień często wykorzystujemy w nocy.
Dałem tu zdjęcie, rozgrzanego do czerwoności, żelaza przygotowanego do kucia. Mieni się ono cała gamą kolorów od czerwonego po żółto biały.
Możemy zresztą sami zrobić prosty eksperyment wkładając kawałek żelaza w płomień (choćby kuchenki gazowej). W miarę rozgrzewania zmienia swój kolor i zaczyna coraz silniej świecić. Po wyjęciu z płomienia stygnie zmieniając barwę z żółtej, poprzez pomarańczową do czerwonej … ciemno czerwonej. Na końcu coś się żarzy w kolorze ciemnego brązu i świecić przestaje. Ale nadal pozostaje gorące.
To że już nie widzimy zmiany barw, oznacza iż kolor z czerwonego przechodzi w podczerwony, którego nasze oko już nie dostrzega. Im niższa temperatura – tym dalsza podczerwień. Czyli coraz dłuższa fala.
Podczerwień nazywamy promieniowaniem cieplnym.
Wszystko co posiada jakąkolwiek temperaturę emituje promienie podczerwone. Od temperatury zależy zarówno barwa (czyli długość fali) jak i jego intensywność. Również my emitujemy podczerwień odpowiadającą temperaturze ciała.
Na podstawie barwy podczerwieni można rozpoznać temperaturę.
Podobnie jest ze światłem widzialnym, amatorzy fotografii zetknęli się pewnie z parametrem temperatury barwy światła. Dla światła słonecznego jest to około 6000°C.
Obserwujemy podczerwień.
Rakiety przeciwlotnicze kierują się promieniowaniem podczerwonym jakie wydziela wrogi samolot i ciepłe spaliny jego silnika.
Kamery podczerwieni mają wielkie zastosowanie w różnych dziedzinach życia. Choćby takie, że całe mrowie satelitów meteorologicznych bacznie obserwuje powierzchnie Ziemi, w tym paśmie, odczytując z dużą dokładnością temperaturę gruntu.
A na dole załączam garść praktycznych zdjęć w podczerwieni. Dostosowując do ludzkich możliwości, oprogramowanie kamery przydzieliło różnym temperaturom różne widzialne barwy.
Post Scriptum.
Mam w życiorysie kilkuletnie doświadczenie korepetytora matematyki i fizyki (szkoła średnia oraz kandydaci na studia). Zdaję sobie więc sprawę jak dziurawą wiedzę pozostawia polska oświata.
Przed publikacją materiału o firmie VIGO zadałem, kilku znanym mi osobom, pytanie o istotę podczerwieni. Stąd też zdecydowałem się opublikować powyższy tekst.
Oczywiście, w tekstach tego działu (Nauka/Technika) pojawi się pełno innych pojęć, niektóre bardzo hermetyczne. Dlatego też apeluję o zadanie pytań.
Dziwnym (polskim ?) zjawiskiem, które znam z doświadczenia zawodowego, jest fakt iż jest to dla wielu osób krępujące. Niepotrzebnie. Sam jestem ignorantem w wielu dziedzinach, choćby ekonomii, bankowości czy prawa – więc pytam. A mamy tak wspaniałe narzędzie wymiany informacji jakim jest portal blogerski.
