Инфрачервени нагреватели - Инфрачервено и инфрачервено отопление
1-2 мм). Инфрачервената област на спектъра обикновено се разделя на близка (λ от 0,74 до 2,5 μm), средна (2,5-50 μm) и далечна (50-2000 μm).
Аз и. е открит през 1800 г. от английския учен У. Хершел, който открива, че в спектъра на Слънцето, получен с помощта на призма, извън границата на червената светлина (т.е. в невидимата част на спектъра), температурата на термометърът се вдига (фиг. един). През 19 век. беше доказано, че И. и. спазва законите на оптиката и следователно има същата природа като видимата светлина. През 1923 г. съветският физик А. Глаголева-Аркадиева получи радиовълни от ?
80 микрона, т.е.съответстващи на инфрачервения диапазон на дължината на вълната. По този начин е експериментално доказано, че има непрекъснат преход от видимо излъчване към I. и. и радиовълни и следователно всички те имат електромагнитна природа.
Спектърът на инфрачервеното лъчение, както и спектърът на видимото и ултравиолетовото лъчение, може да се състои от отделни линии, ленти или да бъде непрекъснат, в зависимост от естеството на източника на инфрачервено лъчение. Възбудените атоми или йони излъчват линейни инфрачервени спектри. Например при електрически разряд изпаренията на живак излъчват поредица от тесни линии в диапазона 1,014-2,326 микрона; водородни атоми - поредица от линии в диапазона 0,95-7,40 μm. Възбудените молекули излъчват ивичести инфрачервени спектри поради техните вибрации и въртения (вж. Молекулярни спектри). Вибрационните и вибрационно-ротационните спектри са разположени предимно в средата, а чисто ротационните - в далечната инфрачервена светлина. Например в емисионния спектър на газов пламък се наблюдава ивица от около 2,7 μm, излъчвана от водни молекули и ивици с? ? 2,7 μm и? ? 4.2 микрона, излъчвани от молекулите на въглеродния диоксид. Нагрятите твърди вещества и течности излъчват непрекъснат инфрачервен спектър. Нагрятото твърдо вещество излъчва в много широк диапазон от дължини на вълната. При ниски температури (под 800 К) излъчването на нагрято твърдо вещество е почти изцяло разположено в инфрачервената област и такова тяло изглежда тъмно. С повишаването на температурата фракцията на радиация във видимата област се увеличава и тялото първо изглежда тъмно червено, след това червено, жълто и накрая, при високи температури (над 5000 К) - бяло; в този случай както общата енергия на излъчване, така и енергията на I.
Оптични свойства вещества (прозрачност, отражение, индекс на пречупване) в инфрачервената област на спектъра, като правило, се различават значително от оптичните свойства във видимите и ултравиолетовите области. Много вещества, които са прозрачни във видимата област, са непрозрачни в някои области на I. и. и обратно. Например, слой вода с дебелина няколко см е непрозрачен за I. и. с? > 1 μm (следователно водата често се използва като топлозащитен филтър), плочите от германий и силиций, непрозрачни във видимата област, са прозрачни в инфрачервената светлина (германий за λ> 1,8 μm, силиций за λ> 1,0 μm) . Черната хартия е прозрачна в далечната инфрачервена област. Вещества, прозрачни за I. и. и непрозрачни във видимата област, се използват като светлинни филтри за подчертаване на И. и. Редица вещества, дори в дебели слоеве (няколко см), са прозрачни в доста големи части от инфрачервения спектър. От такива вещества се изработват различни оптични части (призми, лещи, прозорци и др.) На инфрачервените устройства. Например стъклото е прозрачно до 2,7 микрона, кварцът - до 4,0 микрона и от 100 микрона до 1000 микрона, каменната сол - до 15 микрона, цезиевият йодид - до 55 микрона. Прозрачни ли са полиетиленът, парафинът, тефлонът, диамантът? > 100 μm. Повечето метали имат отражателна способност за изображения и. много повече, отколкото за видимата светлина, и се увеличава с увеличаване на дължината на вълната I. и. (см. Метална оптика). Например, отражателната способност на Al, Au, Ag, Cu при? = 10 μm достига 98%. Течни и твърди неметални вещества се намират в I. и. селективно отражение, а позицията на отражателните максимуми зависи от химичния състав на веществото.
Преминавайки през земната атмосфера, И. и. отслабени от разсейване и поглъщане. Азотът и кислородът във въздуха не се абсорбират от И. и. и го отслабват само в резултат на разсейването, което обаче за И. и. много по-малко, отколкото при видимата светлина. Водни пари, въглероден диоксид, озон и други примеси, присъстващи в атмосферата, селективно абсорбират I. и. Особено силно поглъщат И. и. водна пара, чиито абсорбционни ленти са разположени в почти цялата инфрачервена област на спектъра, а в средната инфрачервена област - въглероден диоксид. В повърхностните слоеве на атмосферата в средната инфрачервена област има само малък брой "прозорци", които са прозрачни за радиация и. (фиг. 2). Наличието на суспендирани частици в атмосферата - дим, прах, малки капчици вода (мъгла, мъгла) - води до допълнително отслабване на И. и. в резултат на неговото разсейване от тези частици, а големината на разсейването зависи от съотношението на размерите на частиците и дължината на вълната на I. и. При малки размери на частиците (въздушна мъгла) I. и. по-малко разсейване от видимото лъчение (което се използва при инфрачервена фотография) и с големи капчици (гъста мъгла) I. и. разпръснати колкото видими.