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红外线的概念及性质

来源:靓范儿    阅读: 1.46W 次
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红外线的概念及性质,红外线是广泛应用在生活中方方面面的一种常见的电磁波,肉眼不可见,但十分重要。下面来介绍一下介绍一下红外线的相关内容,包括红外线的概念、性质和特点等内容。

红外线的概念及性质1

红外线

1、红外线是频率介于微波与可见光之间的电磁波,波长在760纳米到1毫米之间,频率比红光低的不可见光。

2、一般来说,红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种,又称为红外热辐射,热作用强。

3、高于绝对零度的物质都可以产生红外线。现代物理学称之为热射线。

红外线的概念及性质

红外线的性质

红外线本质上是一种电磁波,红外线可分为三部分,即近红外线,波长为(3-2.5)~(1-0.75)μm之间;中红外线,波长为(40-25)~(3-2.5)μm之间;远红外线,波长为1500~(25-40)μm 之间。

红外线的特点

1、红外线频率较低,产生热效应。红外线只能穿透到原子、分子的间隙,会使原子、分子的振动加快、间距拉大,即增加热运动能量,从宏观上看,物质在融化、在沸腾、在汽化,但物质的本质并没有发生改变,这就是红外线的热效应。

2、红外线的波长越短,频率越高、能量越大的波穿透达到的范围越大;波长越长,频率越低、能量越小的波穿透达到的范围越小。

红外线的概念及性质2

什么是红外线

“红外”,顾名思义,是指在红光的外面光线。具体来说,红外线是指波长在0.76-1000微米之间的电磁波。众所周知.当你取一块三棱镜放在太阳光下,可以看到一条绚丽的彩虹,它是由红、橙、黄、绿、青、兰、紫七包光组成,这七色可见光中,其光波的波长由长至短依次排列.其中紫光的光波最短,红光的光波最长。

那么,红光的外侧.即比红光的光波还长的、看不见的、波长范围在0.76-lOOO微米之间的这段电磁波,即为红外线。

红外线的概念及性质 第2张

红外线的基本特性[1]

红外线本来就与可见光是不可分割的。因此,可见光所具有的一切特性红外线都有。如光按直线前进、光的反射定律、光的折射定律、光的干涉、光的'衍射、光的偏振等。另外,红外技术的各种应用均以红外线的发射特性和吸收特性为依据,红外线的发射特性最重要的有三条定律。

(一)基尔霍夫辐射定律

对于一定的辐射波长而言,物体的辐射本领和它在同一温度下的吸收本领成正比。换句话说,一个良好的辐射体,它必然是一个良好的吸收体。这一定律,在红外医疗仪器的设计中应用很广。

(二)斯蒂芬—玻尔兹曼定律

W = εσT4

W——总的辐射出射度;

ε——材料表面的发射率;

σ——斯蒂芬—玻尔兹曼常数;

T——物体的绝对温度。

该定律指出物体的总的辐射出射度与物体温度的4次方以及材料表面的发射率成正比。

根据这一定律,一个物体的温度与物体热辐射的总功率有着对应关系,即测量其辐射率就知其温度,相反,知其温度则就知其辐射总功率。应用这个原理可以设计和制造各种医用热象仪和红外治疗仪。

(三)维恩位移定律

峰值波长λm与黑体绝对温度T之乘积为一常数。

红外线的概念及性质3

红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种,由英国科学家赫歇尔于1800年发现,又称为红外热辐射,热作用强。他将太阳光用三棱镜分解开,在各种不同颜色的色带位置上放置了温度计,试图测量各种颜色的光的加热效应。结果发现,位于红光外侧的那支温度计升温最快。

因此得到结论:太阳光谱中,红光的外侧必定存在看不见的光线,这就是红外线。也可以当作传输之媒介。红外线的英文名是Infrared,其中的infra-意为意为“低于,在…下”。 太阳光谱上红外线的频率低于可见光线,频率为 0.3THz~400THz,对应真空中波长为 1000μm~0.75μm。

红外线可分为三部分,即近红外线(高频红外线,能量较高),波长为 (3~2.5)μm~(1~0.75)μm 之间;中红外线(中频红外线,能量适中),波长为 (40~25)μm~(3~2.5)μm 之间;远红外线(低频红外线,能量较低),波长为1500μm~(40~25)μm 之间。

红外线(尤其是远红外线)具有很强的热效应,它能够与生物体内大多数无机分子和有机大分子发生共振,使这些分子运动加速并相互摩擦,进而产生热量,因此红外线可以用于加热,也可以应用于分子光谱研究中。远红外线在科研中又称“太赫兹射线”或“太赫兹光”,与微波频段相邻,具有红外线和微波的双重性质,在科研上得到了很多关注,广泛应用于生物、化学、分子光谱学、有机合成等学科领域中。

红外线的概念及性质 第3张

分类

近红外线(Near Infra-red, NIR):2.5μm ~ 0.7μm

中红外线(Middle Infra-red, MIR):25μm ~ 2.5μm

远红外线(Far Infra-red, FIR):500μm ~ 25μm [1]

极远红外线:1000μm ~ 15μm

红外线辐射源可区分为四部分:

白炽发光区(Actinic range):或称“光化反应区”,由白炽物体产生的射线,自可见光域到红外域。如灯泡(钨丝灯,TUNGSTEN FILAMENT LAMP)、太阳。

热体辐射区(Hot-object range):由非白炽物体产生的热射线,如电熨斗及其它的电热器等,平均温度约在400℃左右。

发热传导区(Calorific range)由滚沸的热水或热蒸汽管产生的热射线。平均温度低于200℃,此区域又称为“非光化反应区”(Non-actinic)。

温体辐射区(Warm range):由人体、动物或地热等所产生的热射线,平均温度约为40℃左右。

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