Физическая энциклопедия - инфракрасное излучение

И. и. открыто англ. учёным В. Гершелем (1800). Спектр И. и. (как и видимого излучения) может быть линейчатым (излучение возбуждённых атомов или ионов, т. е. атомные спектры), непрерывным (спектры излучения нагретых твёрдых и жидких тел) и полосатым (излучение возбуждённых молекул, т. е. молекулярные спектры). Оптические свойства в-в (прозрачность, коэфф.

и. (Ge для l>1,8 мкм, Si для l>1,0 мкм); чёрная бумага прозрачна в далёкой ИК области. В-ва, прозрачные для И. и. и непрозрачные для видимого света, используются в кач-ве светофильтров при выделении И. и. Отражат. способность большинства металлов в И. и. значительно выше, чем в видимом свете, и возрастает с увеличением l (см. МЕТАЛЛООПТИКА). Напр.

, коэфф. отражения Al, Au, Ag, Cu для И. и. с l=10 мкм достигает 98%. Жидкие и твёрдые неметаллич. в-ва обладают в ИК диапазоне l селективным отражением, причём положение максимумов отражения зависит от хим. состава в-ва. Проходя через земную атмосферу, И. и. ослабляется в результате рассеяния и поглощения. Азот и кислород воздуха не поглощают И.

и. и ослабляют его лишь в результате рассеяния, к-рое, однако, для И. и. значительно .меньше, чем для видимого света. Н2О, СO2, O3 и др. в-ва, имеющиеся в атмосфере, селективно поглощают И. и. Особенно сильно поглощают И. и. пары воды (полосы поглощения Н2О расположены почти во всей ИК области спектра), а в средней ИК области СО2. В приземных слоях атмосферы в средней ИК области имеется лишь небольшое число «окон», прозрачных для И.

и. (рис.). Наличие в атмосфере взвешенных ч-ц дыма, пыли, мелких капель воды (дымка, туман) приводит к дополнит. ослаблению И. и. в результате рассеяния его на этих ч-цах, причём величина рассеяния зависит от соотношения размеров ч-ц и l. При малых размерах ч-ц (возд. дымка) И. и. рассеивается меньше, чем видимое излучение (это используется в ИК фотографии).

Кривая пропускания атмосферы в области 0,75-14 мкм. «Окна» прозрачности: 2,0-2,5 мкм; 3,2-4,2 мкм; 4,5-5,2 мкм, 8,0 -13,5 мкм. Полосы поглощения с максимумами при l=0,93; 1,13; 1,40; 1,87; 2,74 мкм принадлежат парим воды; при l=2,7 и 4,26 мкм углекислому газу и при l»9,5 мкм-озону. Источники И. и. Мощный источник И. и.Солнце, ок. 50% его излучения лежит в ИК области. На И. и.

приходится значит. доля (от 70 до 80%) энергии излучения ламп накаливания с вольфрамовой нитью. И. и. испускают угольная электрич. дуга и разл. газоразрядные лампы. Для радиац. обогрева помещений применяют спирали из нихромовой проволоки, нагреваемые до темп-ры =950 К. В научных исследованиях применяют спец. источники И. п.: ленточные вольфрамовые лампы, штифт Нернста, глобар, ртутные лампы высокого давления и др.

Приёмники И. и. основаны на преобразовании энергии И. и. в др. виды энергии, к-рые могут быть измерены обычными методами. В тепловых приёмниках поглощённое И. и. вызывает повышение темп-ры термочувствит. элемента, к-рое и регистрируется. В фотоэлектрич. приёмниках поглощённое И. и. приводит к появлению или изменению электрич. тока или напряжения.

Фотоэлектрич. приёмники, в отличие от тепловых, явл. селективными, т. е. чувствительными лишь в определ. области спектра. Спец. фотоэмульсии чувствительны к И. и. до l=1,2 мкм. Применение И. и. Используют И. и. в научных исследованиях, при решении большого числа практич. задач, в военном деле и пр. Спектры испускания и поглощения И. и. исследуют с целью изучения структуры электронной оболочки атомов, определения структуры молекул, а также для качеств.

и количеств. спектрального анализа. Благодаря различию коэфф. рассеяния, отражения и пропускания тел в видимом и И. и. фотографии, полученные в И. п. обладают рядом особенностей по сравнению с обычной фотографией, напр. на ИК снимках часто видны детали, невидимые на обычной фотографии. В пром-сти И. и. применяется для сушки и нагрева материалов.