rayons infrarouges

Physique

2022

Nous expliquons ce que sont les rayons infrarouges, leurs types, leur histoire et leurs caractéristiques. De plus, ses utilisations et ses principales applications.

Toute matière à une température supérieure au zéro absolu émet un rayonnement infrarouge.

Que sont les rayons infrarouges ?

Le rayonnement infrarouge, communément appelé rayons infrarouges, est une forme de rayonnement qui fait partie de la spectre électromagnétique, mais il a une longueur d'onde plus courte que le lumière visible (bien que supérieur aux micro-ondes). Ce sont des ondes électromagnétiques dont les longueurs de vague elles sont comprises entre 0,7 et 1000 microns.

Comme il ne fait pas partie du spectre visible, nos yeux sont incapables de percevoir le rayonnement infrarouge, bien que nous puissions le détecter comme une sensation de Chauffer sur la peau, par exemple, lorsque nous sommes exposés au rayonnement solaire.

Aussi, tout type de la matière présenter un Température au-dessus de 0 degré Kelvin (c'est-à-dire -273,15 degrés Celsius, le soi-disant "zéro absolu") émet un certain niveau de rayonnement de ce type. En réalité, êtres vivants nous émettons une quantité importante de rayonnement infrarouge en raison de notre chaleur corporelle.

D'autre part, selon leur emplacement dans la gamme de longueurs d'onde, les rayons infrarouges peuvent être de trois types :

  • Proche infrarouge. Ils sont compris entre 0,78 et 2,5 micromètres (c'est la gamme la plus proche du spectre visible).
  • Infrarouge moyen. Elles sont comprises entre 2,5 et 50 microns.
  • Infrarouge lointain. Elles sont comprises entre 50 et 1000 microns.

Les rayons infrarouges ont une présence importante dans le la nature. De plus, ils ont diverses applications dans industrie.

Caractéristiques des rayons infrarouges

Les caractéristiques du rayonnement infrarouge sont les suivantes :

  • Il s'agit d'une forme de rayonnement électromagnétique qui se situe en dehors du spectre visible (on ne peut pas le voir à l'œil nu).
  • Leurs longueurs d'onde varient entre 0,7 et 1000 micromètres et leurs valeurs de fréquence sont comprises entre 3 x 1011 et 3,84 x 1014
  • Elle est émise par tous les corps dont la température est supérieure au zéro absolu, en particulier par les êtres vivants, et est perçue comme une forme de chaleur de surface.

Histoire des rayons infrarouges

L'existence du rayonnement infrarouge a été découverte au début du 19ème siècle, par le musicien et astronome anglo-allemand William Herschel (1738-1822), également découvreur de la planète Uranus.

Herschel a utilisé un thermomètre de mercure pour mesurer la température de la lumière dans le spectre visible, émise à travers un prisme optique. Ainsi, il a découvert que les valeurs étaient plus élevées vers le côté rouge du spectre et que, même lorsqu'il le quittait (c'est-à-dire lorsqu'il dépassait le rouge visible), la chaleur enregistrée continuait d'augmenter. Cela l'a amené à conclure qu'il était en présence d'une forme de lumière invisible, qu'il a appelée « rayons de chaleur ».

Cette expérience a été reproduite dans les premiers bolomètres (appareils de mesure du rayonnement électromagnétique) avec lesquels le spectre infrarouge a commencé à être étudié, mesurant les valeurs de température de la lumière.

Utilisations des rayons infrarouges

Le contrôle de la température sans contact utilise des rayons infrarouges.

Le rayonnement infrarouge a aujourd'hui de nombreuses applications humaines :

  • Équipement de vision nocturne. Grâce aux détecteurs de lumière infrarouge, des dispositifs optiques sont fabriqués qui le traduisent dans le spectre visible, et nous permettent de "voir" dans l'obscurité, en étant guidés par la chaleur émise par les objets. Ces outils sont largement utilisés dans l'industrie de guerre.
  • Télécommandes. L'utilisation d'émetteurs infrarouges dans les télécommandes et autres appareils à distance est courante, qui devraient autrement utiliser des ondes radio et générer du « bruit ambiant » pour d'autres formes plus importantes de transmission d'ondes radio. Les données, comme lui Wifi.
  • Transmission numérique infrarouge. Ce type de La technologie transmission de données (entre des ordinateurs ou entre les ordinateurs et leurs périphériques à proximité) utilise des signaux infrarouges pour transmettre des données sur une courte distance.
  • Etude spectroscopique en astronomie. En mesurant le rayonnement infrarouge dans l'atmosphère des étoiles froides, les astronomes sont en mesure d'étudier la éléments chimiques présent en eux. Ces rayons sont également utilisés pour étudier les nuages ​​moléculaires dans l'espace.
  • Surveillance et Sécurité. La mesure des niveaux de température dans un environnement fermé permet à de nouvelles formes de surveillance et de sécurité, comme celle appliquée dans les aéroports en période de pandémie, de détecter des niveaux de température anormaux chez une masse de personnes en mouvement.
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