轉載:紅外雜志社
紅外輻射 [infrared radiation]
紅外輻射,又稱紅外線,是太陽光線中眾多不可見光線中的一種。它是德國科學家霍胥爾于1800年對太陽光線作實驗時偶爾發現的。他用一塊三棱鏡將太陽光分解開,在太陽光各種不同顏色的色帶位置上放置溫度計,試圖測量各種顏色的光的加熱效應。結果發現,被無意放在紅光外側的那支溫度計升溫最快。因此得出結論:太陽光譜中的紅光的外側必定存在人眼看不見的光線,紅外輻射即由此得名。
紅外輻射也是由物質內部運動的變化(如分子、離子、院子等的振動、轉動、電子躍遷等)而輻射的電磁波。所有高于絕對零度(-273℃)的物質都可以產生紅外輻射。現代物理學稱之為熱輻射。
描述紅外輻射的參數有輻射強度、波長等。紅外輻射的波長為0.76μm~1000μm。根據波長的長短,人們又把紅外輻射分為近紅外(0.76μm~3.00μm)、中紅外(3.00μm~25.00μm)和遠紅外(25.00μm~1000μm)三部分。
描述紅外輻射特性的基本定律有:基爾霍夫定律、斯蒂芬-玻耳茲曼定律、維恩定律、普朗克公式等。
紅外輻射在白天、黑夜都可利用。因此人們可以被動方式接收它,并根據目標、背景紅外輻射的不同,識別軍事目標,特別是發現經過偽裝的目標。
紅外輻射源 [source of infrared radiation]
產生紅外輻射的物體就是紅外輻射源。由于產生紅外輻射的機理所決定,凡是溫度高于0 K (-273℃)的物體都能產生紅外輻射,因而自然界的所有物體都可看成是紅外輻射源,只是波長、強度、發射率等不同。
除了自然界的紅外輻射源,如太陽(可見光區輻射最強,但它也是很強的紅外輻射源)、恒星、行星、天空、地球表面、山川、樹木、大氣、云霧、熱氣體、各種金屬以及人體外,還有目標輻射源,如渦輪噴氣發動機、火箭、地面車輛等等。為了滿足科研和生產的需要,人們還制作了很多人工輻射源,如黑體型輻射源、發光硅碳棒、能斯脫燈、汞氣燈、鎢燈、紅外激光器以及紅外探照燈等。
紅外輻射源又分點源和擴展源。這也是相對的,同一個源有時可看成是點源,有時也可看成是擴展源。
一個好的吸收體也是一個好的輻射體。
黑體輻射的總能量與它的絕對溫度的四次方成正比。
輻射源的研制對紅外技術的發展及應用都有一定的意義。
紅外物理 [infrared physics]
是指用物理學方法系統地研究紅外輻射的各種特殊問題(物理現象)的學科。主要研究與分析紅外輻射的產生、物體紅外輻射特性規律、紅外輻射與物質的相互作用、紅外輻射的傳輸及探測等有關的一些現象的機理、特性,因而也是紅外工程技術的基礎。
紅外技術 [infrared technology]
紅外技術是概括性的術語,一般是指:根據不同目標、不同紅外輻射(或吸收)特性設計、制造的可供實用的紅外系統。也可以說,在研究的基礎上根據具體需要把紅外輻射的特性用在軍事、科研、醫學以及工農業生產等各方面的綜合應用工程技術。
紅外技術一般可以分成四個方面:一、紅外輻射的研究與利用;二、圍繞探測紅外輻射的一些相關技術,如各種光學材料、部件(主要是探測器,也包括輻射源);三、完整的紅外整機系統(包括光學系統、電子學系統、制冷系統);四、在國民經濟、科學技術以及軍事等各方面的具體應用。