25 sierpnia, 2022
Promieniowanie podczerwone

Promieniowanie podczerwone to rodzaj promieniowania elektromagnetycznego, o którym powszechnie mówi się w wielu codziennych dyskusjach i mediach. W rzeczywistości, prawdopodobnie spotykamy się z nim na co dzień. Dzieje się tak, ponieważ promieniowanie podczerwone jest czymś, na co prawie każdy z nas był narażony w pewnym momencie swojego życia. W tym artykule, będziemy badać tajniki promieniowania podczerwonego, jak również jego różne zastosowania i aplikacje. A więc, zaczynajmy…

Co to jest ciepło podczerwone?

Jeśli przyjrzysz się widmu elektromagnetycznemu, zauważysz, że jest ono często przedstawiane jako linia podzielona na różne segmenty. W środku tej linii znajduje się tak zwane widmo widzialne, czyli część widma elektromagnetycznego, które może być widziane przez ludzkie oko. Kiedy oddalamy się od środka widma w kierunku końca linii, wchodzimy w zakres podczerwieni. Dlatego też ciepło podczerwone (IR) jest promieniowaniem elektromagnetycznym, które znajduje się na końcu widma elektromagnetycznego. Jako takie, ma długość fali, która jest dłuższa niż to, co można zobaczyć gołym okiem. Kiedy coś ma wyższą temperaturę, emituje więcej promieniowania podczerwonego. Dzieje się tak dlatego, że kiedy cząsteczki są w stanie wzbudzonym, mają większą energię kinetyczną i poruszają się szybciej. W związku z tym częściej zderzają się z pobliskimi cząsteczkami, co z kolei powoduje, że emitują one promieniowanie elektromagnetyczne.

Jak działa widmo podczerwieni

Jak już omówiliśmy powyżej, widmo podczerwieni znajduje się na końcu widma elektromagnetycznego. Bywa też określane jako promieniowanie bliskiej podczerwieni. Jak sama nazwa wskazuje, to promieniowanie elektromagnetyczne jest nieco mniej energetyczne niż widmo światła widzialnego. Ponieważ widmo podczerwieni ma długość fali dłuższą niż światło widzialne, jest często wykorzystywane do obrazowania termicznego. Dzieje się tak dlatego, że można je wykorzystać do wykrywania zmian temperatury. Ponieważ widmo elektromagnetyczne jest podzielone na różne segmenty, widmo podczerwieni jest również podzielone na podsegmenty, takie jak promieniowanie podczerwone o średniej i dużej długości fali.

Jak działa wykrywanie podczerwieni

Kiedy oddalamy się od środka widma elektromagnetycznego w kierunku widma podczerwieni, długość fali promieniowania elektromagnetycznego wzrasta. Oznacza to, że promieniowanie podczerwone jest mniej energetyczne niż światło widzialne. Oznacza to również, że urządzenia do wykrywania podczerwieni, takie jak czujniki podczerwieni i kamery na podczerwień, mogą wykrywać rzeczy, które nie są widoczne dla ludzkiego oka. Na przykład kamery na podczerwień mogą wykrywać zmiany temperatury, niezależnie od tego, czy są one widoczne dla ludzkiego oka. Dzieje się tak, ponieważ wykorzystują one zupełnie inny rodzaj energii (tj. promieniowanie elektromagnetyczne) do wykrywania i rejestrowania rzeczy. W związku z tym urządzenia do wykrywania podczerwieni, takie jak czujniki podczerwieni, są często używane do wykrywania obiektów w ciemności. Są one również powszechnie stosowane do wykrywania ruchu, na przykład gdy ludzie próbują włamać się do domu.

Urządzenia do obrazowania w podczerwieni

Podobnie jak wyżej wymienione urządzenia detekcyjne, urządzenia obrazujące w podczerwieni (np. kamery termiczne) również używają promieniowania elektromagnetycznego (tj. promieniowania podczerwonego) do obrazowania rzeczy. Jednak w przeciwieństwie do innych urządzeń obrazujących, kamery na podczerwień są wrażliwe jedynie na promieniowanie elektromagnetyczne w zakresie podczerwieni. W związku z tym mogą one wykrywać jedynie zmiany temperatury, podczas gdy inne rodzaje kamer mogą wykrywać zmiany zarówno temperatury, jak i światła widzialnego. Urządzenia termowizyjne są szczególnie przydatne w wielu branżach, takich jak: wojsko, służba zdrowia, lotnictwo, architektura, inżynieria i egzekwowanie prawa.

Zastosowania termowizji

Poza zastosowaniem w urządzeniach do obrazowania w podczerwieni i czujnikach podczerwieni, promieniowanie podczerwone może być również wykorzystywane do innych celów. Na przykład, może być używane do podgrzewania czegoś (ogrzewanie termiczne). W związku z tym promieniowanie podczerwone jest często wykorzystywane do suszenia ubrań, gotowania żywności i podgrzewania wody. Może być również wykorzystywane do zapewnienia ciepła w zimnych warunkach pogodowych (np. koce grzewcze). Jeśli chodzi o wykrywanie podczerwieni, może być ona wykorzystywana w systemach nawigacji i naprowadzania. Na przykład ten rodzaj promieniowania jest wykorzystywany w systemach nawigacji satelitarnej, takich jak GPS. Może być również wykorzystywany do określania parametrów środowiskowych, takich jak warunki pogodowe, temperatura, wilgotność i zanieczyszczenia.

Ograniczenia termowizjiPromieniowanie podczerwone

Jak omówiliśmy powyżej, promieniowanie podczerwone jest przydatne do wielu rzeczy, takich jak obrazowanie i nawigacja. Należy jednak pamiętać, że nie może być ono wykorzystywane do oglądania rzeczy widocznych dla ludzkiego oka. Na przykład, promieniowanie podczerwone nie może być wykorzystane do wykrycia rasy lub pochodzenia etnicznego, płci lub wieku danej osoby. Ponadto promieniowanie podczerwone nie jest zbyt dokładne, jeśli chodzi o określanie odległości, chociaż można je wykorzystać do oszacowania temperatury pobliskich obiektów. Ograniczenia te wynikają z faktu, że promieniowanie podczerwone jest rodzajem promieniowania niejonizującego, co oznacza, że nie ma wystarczającej energii do zerwania wiązań chemicznych. Jako takie, nie może być używane do wykrywania substancji chemicznych i oparów.

Podsumowanie

Jak omówiliśmy powyżej, promieniowanie podczerwone jest promieniowaniem elektromagnetycznym, które znajduje się na końcu widma elektromagnetycznego. Jest ono często wykorzystywane do obrazowania termicznego, ogrzewania termicznego i nawigacji, a także innych zastosowań. Należy jednak pamiętać, że promieniowanie podczerwone nie może być wykorzystywane do oglądania rzeczy widocznych dla ludzkiego oka. Ponadto nie można go wykorzystać do wykrywania substancji chemicznych i oparów. Podsumowując, promieniowanie podczerwone jest rodzajem promieniowania elektromagnetycznego, które jest powszechnie omawiane w wielu codziennych dyskusjach i mediach. W rzeczywistości, prawdopodobnie spotykamy się z nim na co dzień.