stringtranslate.com

Инфракрасный

Изображение двух людей в ложных цветах , полученное в длинноволновом инфракрасном (температура тела) излучении.
На этом псевдоцветном инфракрасном снимке космического телескопа синий, зеленый и красный цвета соответствуют длинам волн 3,4, 4,6 и 12  мкм соответственно.

Инфракрасный ( ИК ; иногда называемый инфракрасным светом ) — это электромагнитное излучение (ЭМИ) с длинами волн больше, чем у видимого света, но короче, чем микроволны . Инфракрасный спектральный диапазон начинается с волн, которые немного длиннее, чем у красного света (самые длинные волны в видимом спектре ), поэтому ИК-излучение невидимо для человеческого глаза. Обычно под ИК-излучением понимают длины волн от примерно 750  нм (400  ТГц ) до 1  мм (300  ГГц ). [1] [2] [3] ИК-излучение обычно делят на длинноволновое тепловое ИК-излучение, излучаемое наземными источниками, и коротковолновое ИК-излучение или ближнее ИК-излучение, часть солнечного спектра . [4] Более длинные ИК-излучение (30–100 мкм) иногда включают в состав терагерцового диапазона излучения . [5] Почти все излучение черного тела от объектов, имеющих температуру, близкую к комнатной, находится в ИК-диапазоне. Как форма электромагнитного излучения, ИК-излучение переносит энергию и импульс , оказывает давление излучения и обладает свойствами, соответствующими как свойствам волны , так и свойствам частицы , фотона . [6] [5]

Однако инфракрасный свет имеет некоторые общие характеристики с видимым светом. Как и видимый свет, инфракрасный свет может быть сфокусирован, отражен и поляризован . [7] Инфракрасное или теплопроизводящее излучение имеет длины волн больше, чем видимый свет, и небесные тела, такие как солнце, часто являются источниками инфракрасного излучения, а также лампочки и многие организмы , что указывает на высокую степень его повсеместности в окружающей среде. [8]

Инфракрасный свет получил свое название от латинского слова «infra», что означает «ниже», и английского слова red . Он находится сразу за красной частью видимого спектра, отсюда и его название, означающее «ниже красного». [8]

Давно известно, что огонь излучает невидимое тепло ; в 1681 году пионер-экспериментатор Эдме Мариотт показал, что стекло, хотя и прозрачно для солнечного света, препятствует лучистому теплу. [9] [10] В 1800 году астроном сэр Уильям Гершель открыл, что инфракрасное излучение является типом невидимого излучения в спектре с более низкой энергией, чем красный свет, посредством его воздействия на термометр . [11] В конечном итоге, благодаря исследованиям Гершеля, было обнаружено, что чуть больше половины энергии от Солнца поступает на Землю в форме инфракрасного излучения. Баланс между поглощенным и испускаемым инфракрасным излучением оказывает важное влияние на климат Земли . [8]

Инфракрасное излучение испускается или поглощается молекулами при изменении вращательно-колебательных движений. Оно возбуждает колебательные моды в молекуле посредством изменения дипольного момента , что делает его полезным диапазоном частот для изучения этих энергетических состояний для молекул с правильной симметрией. Инфракрасная спектроскопия исследует поглощение и передачу фотонов в инфракрасном диапазоне. [12]

Инфракрасное излучение используется в промышленных, научных, военных, коммерческих и медицинских приложениях. Устройства ночного видения, использующие активное ближнее инфракрасное освещение, позволяют наблюдать за людьми или животными без обнаружения наблюдателя. Инфракрасная астрономия использует телескопы , оснащенные датчиками, для проникновения в запыленные области космоса, такие как молекулярные облака , для обнаружения таких объектов, как планеты , и для просмотра сильно смещенных в красную область объектов с ранних дней существования Вселенной . [ 13] Инфракрасные тепловизионные камеры используются для обнаружения потерь тепла в изолированных системах, для наблюдения за изменением кровотока в коже, для помощи в тушении пожаров и для обнаружения перегрева электрических компонентов. [14] Военные и гражданские приложения включают обнаружение целей , наблюдение , ночное видение , самонаведение и отслеживание. Люди при нормальной температуре тела излучают в основном на длинах волн около 10 мкм. Невоенные применения включают анализ тепловой эффективности , мониторинг окружающей среды, инспекции промышленных объектов, обнаружение опухолей , дистанционное измерение температуры, беспроводную связь на короткие расстояния , спектроскопию и прогнозирование погоды . [7]

Определение и связь с электромагнитным спектром

Не существует общепринятого определения диапазона инфракрасного излучения. Обычно его принимают за диапазон от номинального красного края видимого спектра на 700 нм до 1 мм. Этот диапазон длин волн соответствует диапазону частот приблизительно от 430 ТГц до 300 ГГц. За пределами инфракрасного диапазона находится микроволновая часть электромагнитного спектра . Все чаще терагерцовое излучение считают частью микроволнового диапазона, а не инфракрасного, сдвигая границу диапазона инфракрасного до 0,1 мм (3 ТГц).

Природа

Солнечный свет , при эффективной температуре 5780  К (5510 °C, 9940 °F), состоит из излучения ближнего теплового спектра, которое немного больше половины инфракрасное. В зените солнечный свет обеспечивает облученность чуть более 1  кВт на квадратный метр на уровне моря. Из этой энергии 527 Вт — это инфракрасное излучение, 445 Вт — видимый свет и 32 Вт — ультрафиолетовое излучение. [16] Почти все инфракрасное излучение в солнечном свете — ближнее инфракрасное, короче 4 мкм.

На поверхности Земли, при гораздо более низких температурах, чем на поверхности Солнца, часть теплового излучения состоит из инфракрасного излучения в средней инфракрасной области, намного более длинной, чем у солнечного света. Чернотельное, или тепловое, излучение непрерывно: оно излучает на всех длинах волн. Из этих естественных процессов теплового излучения только молнии и естественные пожары достаточно горячи, чтобы производить много видимой энергии, а пожары производят гораздо больше инфракрасной, чем видимой энергии. [17]

Регионы

В общем, объекты испускают инфракрасное излучение по всему спектру длин волн, но иногда интерес представляет только ограниченная область спектра, поскольку датчики обычно собирают излучение только в пределах определенной полосы пропускания. Тепловое инфракрасное излучение также имеет максимальную длину волны излучения, которая обратно пропорциональна абсолютной температуре объекта в соответствии с законом смещения Вина . Инфракрасный диапазон часто подразделяется на более мелкие секции, хотя то, как при этом делится ИК-спектр, различается в разных областях, в которых используется ИК.

Видимый предел

Инфракрасное излучение обычно считается начинающимся с длин волн, длиннее, чем видимые человеческим глазом. Не существует жесткого предела длины волны для того, что видимо, поскольку чувствительность глаза быстро, но плавно уменьшается для длин волн, превышающих примерно 700 нм. Поэтому длины волн, немного длиннее, можно увидеть, если они достаточно яркие, хотя их все равно можно классифицировать как инфракрасные в соответствии с обычными определениями. Свет от лазера ближнего ИК-диапазона может, таким образом, казаться тусклым красным и может представлять опасность, поскольку он на самом деле может быть довольно ярким. Даже ИК-излучение на длинах волн до 1050 нм от импульсных лазеров может быть видимо человеком при определенных условиях. [18] [19] [20]

Распространенная схема подразделения

Обычно используемая схема подразделения: [21] [22]

Сравнение теплового изображения (вверху) и обычной фотографии (внизу). Пластиковый пакет в основном прозрачен для длинноволнового инфракрасного излучения, но очки мужчины непрозрачны.

NIR и SWIR вместе иногда называют «отражённым инфракрасным излучением», тогда как MWIR и LWIR иногда называют «тепловым инфракрасным излучением».

Схема разделения CIE

Международная комиссия по освещению (CIE) рекомендовала разделить инфракрасное излучение на следующие три диапазона: [25] [26]

Схема ISO 20473

ISO 20473 определяет следующую схему: [27]

Схема отделения астрономии

Астрономы обычно делят инфракрасный спектр следующим образом: [28]

Эти разделения не являются точными и могут варьироваться в зависимости от публикации. Три региона используются для наблюдения за различными диапазонами температур, [29] и, следовательно, за различными средами в космосе.

Наиболее распространенная фотометрическая система, используемая в астрономии, назначает заглавные буквы различным спектральным областям в соответствии с используемыми фильтрами; I, J, H и K охватывают ближние инфракрасные длины волн; L, M, N и Q относятся к средней инфракрасной области. Эти буквы обычно понимаются в отношении атмосферных окон и появляются, например, в заголовках многих статей .

Схема деления отклика сенсора

График пропускания атмосферы в части инфракрасного диапазона

Третья схема делит диапазон на основе реакции различных детекторов: [30]

Ближний инфракрасный диапазон — это область, наиболее близкая по длине волны к излучению, обнаруживаемому человеческим глазом. Средний и дальний инфракрасный диапазоны постепенно удаляются от видимого спектра. Другие определения следуют различным физическим механизмам (пики излучения, полосы против полос, поглощение водой), а новейшие следуют техническим причинам (обычные кремниевые детекторы чувствительны примерно к 1050 нм, тогда как чувствительность InGaAs начинается около 950 нм и заканчивается между 1700 и 2600 нм, в зависимости от конкретной конфигурации). В настоящее время не существует международных стандартов для этих спецификаций.

Начало инфракрасного излучения определяется (в соответствии с различными стандартами) при различных значениях, как правило, между 700 нм и 800 нм, но граница между видимым и инфракрасным светом точно не определена. Человеческий глаз заметно менее чувствителен к свету с длиной волны свыше 700 нм, поэтому более длинные волны вносят незначительный вклад в сцены, освещенные обычными источниками света. Особенно интенсивный ближний ИК-свет (например, от лазеров , светодиодов или яркого дневного света с отфильтрованным видимым светом) может быть обнаружен примерно до 780 нм и будет восприниматься как красный свет. Интенсивные источники света, обеспечивающие длины волн до 1050 нм, могут быть видны как тускло-красное свечение, вызывая некоторые трудности в ближнем ИК-освещении сцен в темноте (обычно эта практическая проблема решается непрямым освещением). Листья особенно яркие в ближнем ИК-диапазоне, и если все видимые утечки света из-за ИК-фильтра заблокированы, и глазу дается время, чтобы привыкнуть к чрезвычайно тусклому изображению, проходящему через визуально непрозрачный фотографический фильтр, пропускающий ИК-излучение, можно увидеть эффект Вуда , который заключается в свечении листвы в ИК-диапазоне. [31]

Телекоммуникационные диапазоны

В оптической связи часть инфракрасного спектра, которая используется, делится на семь диапазонов в зависимости от наличия источников света, передающих/поглощающих материалов (волокон) и детекторов: [32]

Диапазон C является доминирующим диапазоном для сетей дальней связи . Диапазоны S и L основаны на менее устоявшейся технологии и не так широко распространены.

Нагревать

Материалы с более высокой излучательной способностью кажутся ближе к своей истинной температуре, чем материалы, которые отражают больше своего окружения с другой температурой. На этом термическом изображении более отражающий керамический цилиндр, отражающий более холодное окружение, кажется холоднее своего кубического контейнера (изготовленного из более излучающего карбида кремния), хотя на самом деле они имеют одинаковую температуру.

Инфракрасное излучение широко известно как «тепловое излучение» [33], но свет и электромагнитные волны любой частоты будут нагревать поверхности, которые их поглощают. Инфракрасный свет от Солнца составляет 49% [34] нагрева Земли, а остальная часть вызвана видимым светом, который поглощается, а затем повторно излучается на более длинных волнах. Видимый свет или ультрафиолетовые лазеры могут обугливать бумагу, а раскаленные добела объекты испускают видимое излучение. Объекты при комнатной температуре будут испускать излучение, сконцентрированное в основном в диапазоне от 8 до 25 мкм, но это не отличается от излучения видимого света раскаленными объектами и ультрафиолета еще более горячими объектами (см. черное тело и закон смещения Вина ). [35]

Тепло — это энергия в пути, которая течет из-за разницы температур. В отличие от тепла, передаваемого посредством теплопроводности или тепловой конвекции , тепловое излучение может распространяться через вакуум . Тепловое излучение характеризуется определенным спектром из многих длин волн, которые связаны с излучением от объекта, из-за вибрации его молекул при данной температуре. Тепловое излучение может испускаться от объектов на любой длине волны, и при очень высоких температурах такое излучение связано со спектрами, намного превышающими инфракрасный, простирающимися в видимую, ультрафиолетовую и даже рентгеновскую области (например, солнечную корону ). Таким образом, популярная ассоциация инфракрасного излучения с тепловым излучением — это всего лишь совпадение, основанное на типичных (сравнительно низких) температурах, часто встречающихся вблизи поверхности планеты Земля.

Понятие излучательной способности важно для понимания инфракрасного излучения объектов. Это свойство поверхности, которое описывает, как ее тепловое излучение отклоняется от идеала черного тела . Для дальнейшего объяснения, два объекта при одинаковой физической температуре могут не показывать одинаковое инфракрасное изображение, если они имеют разную излучательную способность. Например, для любого заданного значения излучательной способности объекты с более высокой излучательной способностью будут казаться горячее, а объекты с более низкой излучательной способностью будут казаться холоднее (предполагая, как это часто бывает, что окружающая среда холоднее рассматриваемых объектов). Когда излучательная способность объекта не идеальна, он приобретает свойства отражательной способности и/или прозрачности, и поэтому температура окружающей среды частично отражается объектом и/или передается через него. Если бы объект находился в более горячей среде, то объект с более низкой излучательной способностью при той же температуре, вероятно, казался бы горячее, чем более излучательный. По этой причине неправильный выбор излучательной способности и неучет температуры окружающей среды дадут неточные результаты при использовании инфракрасных камер и пирометров.

Приложения

Ночное видение

Активное инфракрасное ночное видение: камера освещает сцену на инфракрасных длинах волн, невидимых человеческому глазу . Несмотря на темную подсвеченную сцену, активное инфракрасное ночное видение обеспечивает идентификацию деталей, как показано на дисплее монитора.

Инфракрасный свет используется в приборах ночного видения, когда видимого света недостаточно для видения. [36] Приборы ночного видения работают посредством процесса, включающего преобразование фотонов окружающего света в электроны, которые затем усиливаются химическим и электрическим процессом, а затем преобразуются обратно в видимый свет. [36] Источники инфракрасного света могут использоваться для увеличения доступного окружающего света для преобразования приборами ночного видения, увеличивая видимость в темноте без фактического использования источника видимого света. [36] [1]

Использование инфракрасного света и приборов ночного видения не следует путать с тепловидением , которое создает изображения на основе различий в температуре поверхности путем обнаружения инфракрасного излучения ( тепла ), исходящего от объектов и окружающей их среды. [37] [11]

Термография

Термография помогла определить температурный профиль системы тепловой защиты космического корабля «Спейс шаттл» во время возвращения в атмосферу.

Инфракрасное излучение может использоваться для дистанционного определения температуры объектов (если известна излучательная способность). Это называется термографией, или в случае очень горячих объектов в ближнем ИК или видимом диапазоне это называется пирометрией . Термография (тепловизионное изображение) в основном используется в военных и промышленных целях, но эта технология выходит на общественный рынок в виде инфракрасных камер на автомобилях из-за значительного снижения производственных затрат. [2]

Термографические камеры обнаруживают излучение в инфракрасном диапазоне электромагнитного спектра (примерно 9000–14000 нм или 9–14 мкм) и создают изображения этого излучения. Поскольку инфракрасное излучение испускается всеми объектами в зависимости от их температуры, согласно закону излучения черного тела, термография позволяет «видеть» окружающую среду с видимым освещением или без него. Количество излучения, испускаемого объектом, увеличивается с температурой, поэтому термография позволяет видеть изменения температуры (отсюда и название).

Гиперспектральная съемка

Измерение гиперспектрального теплового инфракрасного излучения , сканирование на открытом воздухе в зимних условиях, температура окружающей среды −15 °C, изображение получено с помощью гиперспектрального тепловизора Specim LWIR. Относительные спектры излучения от различных целей на изображении показаны стрелками. Инфракрасные спектры различных объектов, таких как застежка часов, имеют четко выраженные отличительные характеристики. Уровень контрастности указывает на температуру объекта. [38]
Инфракрасный свет от светодиода пульта дистанционного управления , записанный цифровой камерой

Гиперспектральное изображение — это «изображение», содержащее непрерывный спектр в широком спектральном диапазоне в каждом пикселе. Гиперспектральное изображение приобретает все большее значение в области прикладной спектроскопии, особенно в спектральных областях NIR, SWIR, MWIR и LWIR. Типичные области применения включают биологические, минералогические, оборонные и промышленные измерения.

Тепловая инфракрасная гиперспектральная съемка может быть выполнена аналогичным образом с использованием термографической камеры , с тем принципиальным отличием, что каждый пиксель содержит полный спектр LWIR. Следовательно, химическая идентификация объекта может быть выполнена без необходимости внешнего источника света, такого как Солнце или Луна. Такие камеры обычно применяются для геологических измерений, наружного наблюдения и применения в беспилотных летательных аппаратах . [39]

Другие изображения

В инфракрасной фотографии инфракрасные фильтры используются для захвата ближнего инфракрасного спектра. Цифровые камеры часто используют инфракрасные блокираторы . Более дешевые цифровые камеры и камерофоны имеют менее эффективные фильтры и могут видеть интенсивный ближний инфракрасный диапазон, проявляющийся как яркий фиолетово-белый цвет. Это особенно заметно при съемке объектов вблизи областей с ИК-ярким излучением (например, около лампы), где возникающие инфракрасные помехи могут размыть изображение. Существует также метод, называемый « T-ray » визуализацией, который представляет собой визуализацию с использованием дальнего инфракрасного или терагерцового излучения . Отсутствие ярких источников может сделать терагерцовую фотографию более сложной, чем большинство других методов инфракрасной визуализации. В последнее время визуализация в T-лучах вызывает значительный интерес из-за ряда новых разработок, таких как терагерцовая временная спектроскопия .

Фотография отраженного света в различных инфракрасных спектрах, иллюстрирующая изменение длины волны света.

Отслеживание

Инфракрасное слежение, также известное как инфракрасное самонаведение, относится к пассивной системе наведения ракет , которая использует излучение от цели электромагнитного излучения в инфракрасной части спектра для ее отслеживания. Ракеты, которые используют инфракрасное наведение, часто называют «тепловыми самонаводящимися», поскольку инфракрасное (ИК) излучение находится чуть ниже видимого спектра света по частоте и сильно излучается горячими телами. Многие объекты, такие как люди, двигатели транспортных средств и самолеты, генерируют и сохраняют тепло и, как таковые, особенно видны в инфракрасных длинах волн света по сравнению с объектами на заднем плане. [40]

Обогрев

Инфракрасный фен для парикмахерских , ок. 2010-х гг.

Инфракрасное излучение может использоваться как преднамеренный источник нагрева. Например, оно используется в инфракрасных саунах для обогрева находящихся в них людей. Его также можно использовать в других отопительных приложениях, например, для удаления льда с крыльев самолетов (антиобледенение). [41] Инфракрасное излучение используется при приготовлении пищи, известном как жарка или гриль . Одним из преимуществ энергии является то, что ИК-энергия нагревает только непрозрачные объекты, такие как еда, а не воздух вокруг них. [27]

Инфракрасный нагрев также становится все более популярным в промышленных производственных процессах, например, отверждение покрытий, формование пластмасс, отжиг, сварка пластмасс и сушка печати. ​​В этих приложениях инфракрасные нагреватели заменяют конвекционные печи и контактный нагрев.

Охлаждение

Различные технологии или предлагаемые технологии используют преимущества инфракрасного излучения для охлаждения зданий или других систем. Область LWIR (8–15 мкм) особенно полезна, поскольку некоторое излучение на этих длинах волн может выходить в космос через инфракрасное окно атмосферы . Именно так пассивные дневные радиационные охлаждающие поверхности (PDRC) способны достигать температур охлаждения ниже температуры окружающей среды под прямым солнечным излучением, усиливая поток земного тепла в космическое пространство с нулевым потреблением энергии или загрязнением . [42] [43] Поверхности PDRC максимизируют коротковолновое солнечное отражение для уменьшения притока тепла, сохраняя при этом сильную передачу тепла длинноволновым инфракрасным (LWIR) тепловым излучением . [44] [45] Если представить этот метод охлаждения в мировом масштабе, он был предложен как способ замедлить и даже обратить вспять глобальное потепление , при этом некоторые оценки предполагают покрытие глобальной площади поверхности в 1-2% для балансировки глобальных тепловых потоков. [46] [47]

Коммуникации

Передача данных по ИК-каналу также используется для связи на короткие расстояния между периферийными компьютерами и персональными цифровыми помощниками . Эти устройства обычно соответствуют стандартам, опубликованным IrDA , Ассоциацией инфракрасных данных. Пульты дистанционного управления и устройства IrDA используют инфракрасные светодиоды (LED) для излучения инфракрасного излучения, которое может быть сконцентрировано линзой в луч, который пользователь направляет на детектор. Луч модулируется , т. е. включается и выключается, в соответствии с кодом, который интерпретирует приемник. Обычно используется очень близкий ИК-диапазон (ниже 800 нм) по практическим причинам. Эта длина волны эффективно обнаруживается недорогими кремниевыми фотодиодами , которые приемник использует для преобразования обнаруженного излучения в электрический ток . Этот электрический сигнал проходит через фильтр верхних частот , который удерживает быстрые пульсации из-за ИК-передатчика, но отфильтровывает медленно меняющееся инфракрасное излучение от окружающего света. Инфракрасная связь полезна для использования внутри помещений в районах с высокой плотностью населения. ИК-излучение не проникает через стены и, таким образом, не мешает работе других устройств в соседних комнатах. Инфракрасный — наиболее распространенный способ дистанционного управления приборами. Для связи с инфракрасным портом используются протоколы инфракрасного дистанционного управления, такие как RC-5 , SIRC.

Оптическая связь в свободном пространстве с использованием инфракрасных лазеров может быть относительно недорогим способом установки линии связи в городской местности, работающей на скорости до 4 гигабит/с, по сравнению со стоимостью прокладки оптоволоконного кабеля, за исключением ущерба от излучения. «Поскольку глаз не может обнаружить ИК, моргание или закрытие глаз для предотвращения или уменьшения ущерба может не произойти». [48]

Инфракрасные лазеры используются для обеспечения светом оптоволоконных систем связи. Инфракрасный свет с длиной волны около 1330 нм (наименьшая дисперсия ) или 1550 нм (наилучшая передача) является лучшим выбором для стандартных кварцевых волокон.

Передача ИК-данных закодированных аудиоверсий печатных знаков исследуется как помощь для людей с нарушениями зрения в рамках проекта RIAS (Remote Infrared Audible Signage) . Передача ИК-данных с одного устройства на другое иногда называется лучевой передачей .

Спектроскопия

Инфракрасная колебательная спектроскопия (см. также ближняя инфракрасная спектроскопия ) — это метод, который можно использовать для идентификации молекул путем анализа их составляющих связей. Каждая химическая связь в молекуле вибрирует с частотой, характерной для этой связи. Группа атомов в молекуле (например, CH2 ) может иметь несколько режимов колебаний, вызванных растягивающими и изгибающими движениями группы в целом. Если колебание приводит к изменению диполя в молекуле, то она поглотит фотон , имеющий ту же частоту. Колебательные частоты большинства молекул соответствуют частотам инфракрасного света. Обычно этот метод используется для изучения органических соединений с использованием светового излучения из среднего инфракрасного диапазона, 4000–400 см −1 . Регистрируется спектр всех частот поглощения в образце. Это можно использовать для получения информации о составе образца с точки зрения присутствующих химических групп, а также его чистоты (например, влажный образец покажет широкое поглощение OH около 3200 см −1 ). Единицей выражения излучения в этом приложении является см −1 — спектроскопическое волновое число . Это частота, деленная на скорость света в вакууме.

Метрология тонких пленок

В полупроводниковой промышленности инфракрасный свет может использоваться для характеристики материалов, таких как тонкие пленки и периодические траншейные структуры. Измеряя коэффициент отражения света от поверхности полупроводниковой пластины, можно определить показатель преломления (n) и коэффициент затухания (k) с помощью уравнений дисперсии Форухи–Блумера . Коэффициент отражения инфракрасного света также может использоваться для определения критического размера, глубины и угла боковой стенки траншейных структур с высоким соотношением сторон.

Метеорология

Инфракрасный спутниковый снимок кучево-дождевых облаков над Великими равнинами США.

Метеоспутники, оснащенные сканирующими радиометрами, создают тепловые или инфракрасные изображения, которые затем позволяют обученному аналитику определять высоту и типы облаков, рассчитывать температуру суши и поверхностных вод, а также определять особенности поверхности океана. Сканирование обычно осуществляется в диапазоне 10,3–12,5 мкм (каналы IR4 и IR5).

Облака с высокими и холодными вершинами, такие как циклоны или кучево-дождевые облака , часто отображаются красным или черным цветом, более низкие теплые облака, такие как слоистые или слоисто-кучевые , отображаются синим или серым цветом, а промежуточные облака затеняются соответствующим образом. Горячие поверхности суши отображаются темно-серыми или черными. Одним из недостатков инфракрасных изображений является то, что низкие облака, такие как слоистые или туманные, могут иметь температуру, схожую с температурой окружающей поверхности земли или моря, и не отображаются. Однако, используя разницу в яркости канала IR4 (10,3–11,5 мкм) и ближнего инфракрасного канала (1,58–1,64 мкм), можно различить низкие облака, создавая спутниковое изображение тумана . Главное преимущество инфракрасного излучения заключается в том, что изображения можно получать ночью, что позволяет изучать непрерывную последовательность погоды.

Эти инфракрасные снимки могут отображать океанские водовороты или вихри и отображать течения, такие как Гольфстрим, которые представляют ценность для судоходной отрасли. Рыбаки и фермеры заинтересованы в знании температуры земли и воды, чтобы защитить свои урожаи от заморозков или увеличить улов в море. Можно обнаружить даже явление Эль-Ниньо . Используя методы цветной оцифровки, серые тепловые изображения можно преобразовать в цветные для более легкой идентификации нужной информации.

Основной канал водяного пара в диапазоне от 6,40 до 7,08 мкм может быть сфотографирован некоторыми метеорологическими спутниками и показывает количество влаги в атмосфере.

Климатология

Парниковый эффект с молекулами метана, воды и углекислого газа, переизлучающими солнечное тепло

В области климатологии атмосферное инфракрасное излучение отслеживается для выявления тенденций в энергетическом обмене между Землей и атмосферой. Эти тенденции предоставляют информацию о долгосрочных изменениях климата Земли. Это один из основных параметров, изучаемых в исследованиях глобального потепления , наряду с солнечной радиацией .

Пиргеометр используется в этой области исследований для проведения непрерывных измерений на открытом воздухе. Это широкополосный инфракрасный радиометр с чувствительностью к инфракрасному излучению между примерно 4,5 мкм и 50 мкм .

Астрономия

Beta Pictoris с планетой Beta Pictoris b, светло-голубая точка вне центра, как видно в инфракрасном диапазоне. Это объединение двух изображений, внутренний диск на 3,6 мкм.

Астрономы наблюдают за объектами в инфракрасной части электромагнитного спектра с помощью оптических компонентов, включая зеркала, линзы и твердотельные цифровые детекторы. По этой причине это классифицируется как часть оптической астрономии . Для формирования изображения компоненты инфракрасного телескопа должны быть тщательно защищены от источников тепла, а детекторы охлаждаются с помощью жидкого гелия .

Чувствительность наземных инфракрасных телескопов существенно ограничена водяным паром в атмосфере, который поглощает часть инфракрасного излучения, приходящего из космоса за пределами выбранных атмосферных окон . Это ограничение можно частично устранить, разместив обсерваторию телескопа на большой высоте или подняв телескоп наверх с помощью воздушного шара или самолета. Космические телескопы не страдают от этого недостатка, и поэтому открытый космос считается идеальным местом для инфракрасной астрономии.

Инфракрасная часть спектра имеет несколько полезных преимуществ для астрономов. Холодные, темные молекулярные облака газа и пыли в нашей галактике будут светиться излучаемым теплом, поскольку они облучаются встроенными звездами. Инфракрасное излучение также может использоваться для обнаружения протозвезд до того, как они начнут излучать видимый свет. Звезды излучают меньшую часть своей энергии в инфракрасном спектре, поэтому близлежащие холодные объекты, такие как планеты, могут быть легче обнаружены. (В видимом спектре света блики от звезды заглушат отраженный свет от планеты.)

Инфракрасный свет также полезен для наблюдения за ядрами активных галактик , которые часто окутаны газом и пылью. У далеких галактик с высоким красным смещением пиковая часть спектра будет смещена в сторону более длинных волн, поэтому их легче наблюдать в инфракрасном диапазоне. [13]

Уборка

Инфракрасная очистка — это метод, используемый некоторыми сканерами кинопленки , сканерами пленки и планшетными сканерами для уменьшения или удаления эффекта пыли и царапин на готовом скане . Он работает путем сбора дополнительного инфракрасного канала из сканирования в том же положении и разрешении, что и три видимых цветовых канала (красный, зеленый и синий). Инфракрасный канал в сочетании с другими каналами используется для обнаружения местоположения царапин и пыли. После обнаружения эти дефекты можно исправить путем масштабирования или заменить путем закрашивания . [49]

Консервация и анализ произведений искусства

Инфракрасная рефлектограмма Моны Лизы работы Леонардо да Винчи

Инфракрасная рефлектография [50] может применяться к картинам для выявления нижележащих слоев неразрушающим способом, в частности, подрисунка художника или контура, нарисованного в качестве ориентира. Специалисты по консервации произведений искусства используют эту технику для изучения того, как видимые слои краски отличаются от подрисунка или слоев между ними (такие изменения называются пентименто , если они сделаны оригинальным художником). Это очень полезная информация для принятия решения о том, является ли картина первичной версией оригинального художника или копией, и была ли она изменена чрезмерно энтузиастическими реставрационными работами. В целом, чем больше пентименто, тем больше вероятность, что картина является первичной версией. Это также дает полезную информацию о рабочих методах. [51] Рефлектография часто выявляет использование художником сажи , которая хорошо видна на рефлектограммах, если только она не была также использована в грунте, лежащем в основе всей картины.

Недавний прогресс в разработке камер, чувствительных к инфракрасному излучению, позволяет обнаруживать и изображать не только подмалевки и пентименто, но и целые картины, которые впоследствии были закрашены художником. [52] Яркими примерами являются «Женщина, гладильная» и «Голубая комната» Пикассо , где в обоих случаях под картиной виден портрет мужчины, как мы знаем его сегодня.

Аналогичное использование инфракрасного излучения практикуется реставраторами и учеными для различных типов объектов, особенно очень старых письменных документов, таких как свитки Мертвого моря , римские работы на Вилле папирусов и тексты Шелкового пути, найденные в пещерах Дуньхуан . [53] Сажа, используемая в чернилах, может быть очень хорошо видна.

Биологические системы

Термографическое изображение змеи, поедающей мышь

У ямкоголовой гадюки на голове есть пара инфракрасных сенсорных ямок. Существует неопределенность относительно точной тепловой чувствительности этой биологической инфракрасной системы обнаружения. [54] [55]

Другие организмы, имеющие терморецептивные органы, — это питоны (семейство Pythonidae ), некоторые удавы (семейство Boidae ), вампир обыкновенный ( Desmodus rotundus ), различные жуки-драгоценности ( Melanophila acuminata ), [56] темнопигментированные бабочки ( Pachliopta aristolochiae и Troides rhadamantus plateni ) и, возможно, кровососущие клопы ( Triomatoma infestans ). [57] Обнаруживая тепло, которое излучает их добыча, змеи -кроталины и боиды идентифицируют и захватывают свою добычу с помощью своих ямочных органов, чувствительных к ИК-излучению . Для сравнения, ямки, чувствительные к ИК-излучению, у вампира обыкновенного ( Desmodus rotundus ) помогают в идентификации богатых кровью областей на его теплокровной жертве. Жук-драгоценный камень, Melanophila acuminata , обнаруживает лесные пожары с помощью инфракрасных ямочных органов, где на недавно сгоревших деревьях они откладывают свои яйца. Терморецепторы на крыльях и усиках бабочек с темной пигментацией, таких как Pachliopta aristolochiae и Troides rhadamantus plateni , защищают их от теплового повреждения, когда они загорают на солнце. Кроме того, предполагается, что терморецепторы позволяют кровососущим насекомым ( Triatoma infestans ) обнаруживать своих теплокровных жертв, ощущая тепло их тела. [57]

Некоторым грибам, таким как Venturia inaequalis, для выброса требуется свет, близкий к инфракрасному. [58]

Хотя зрение в ближнем инфракрасном диапазоне (780–1000 нм) долгое время считалось невозможным из-за шума в зрительных пигментах, [59] ощущение света в ближнем инфракрасном диапазоне было зарегистрировано у карпа и трех видов цихлид. [59] [60] [61] [62] [63] Рыбы используют ближний инфракрасный диапазон для захвата добычи [59] и для фототаксической ориентации при плавании. [63] Ощущение ближнего инфракрасного диапазона у рыб может быть актуальным в условиях плохого освещения в сумерках [59] и в мутных поверхностных водах. [63]

Фотобиомодуляция

Ближний инфракрасный свет, или фотобиомодуляция , используется для лечения язв полости рта, вызванных химиотерапией, а также для заживления ран. Есть некоторые работы, связанные с лечением вируса герпеса. [64] Исследовательские проекты включают работу по лечению центральной нервной системы посредством повышения регуляции цитохрома с-оксидазы и других возможных механизмов. [65]

Опасности для здоровья

Сильное инфракрасное излучение в определенных промышленных условиях высокой температуры может быть опасным для глаз, приводя к повреждению или слепоте пользователя. Поскольку излучение невидимо, в таких местах необходимо носить специальные защитные очки от ИК-излучения. [66]

Научная история

Открытие инфракрасного излучения приписывается Уильяму Гершелю , астроному , в начале 19 века. Гершель опубликовал свои результаты в 1800 году перед Лондонским королевским обществом . Гершель использовал призму для преломления света от солнца и обнаружил инфракрасное излучение за пределами красной части спектра посредством увеличения температуры, зарегистрированной термометром . Он был удивлен результатом и назвал их «тепловыми лучами». [67] [68] Термин «инфракрасный» появился только в конце 19 века. [69] Более ранний эксперимент в 1790 году Марка -Огюста Пикте продемонстрировал отражение и фокусировку лучистого тепла через зеркала при отсутствии видимого света. [70]

Другие важные даты включают в себя: [30]

Инфракрасное излучение было открыто в 1800 году Уильямом Гершелем.

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Температуры черных тел, для которых спектральные пики приходятся на заданные длины волн, согласно форме длины волны закона смещения Вина [23]

Ссылки

  1. ^ ab Vatansever, Fatma; Hamblin, Michael R. (2012-01-01). «Дальнее инфракрасное излучение (FIR): его биологические эффекты и медицинское применение». Фотоника и лазеры в медицине . 1 (4): 255–266. doi :10.1515/plm-2012-0034. ISSN  2193-0643. PMC 3699878.  PMID 23833705  .
  2. ^ аб Мороженко, Василий, изд. (10 февраля 2012 г.). Инфракрасное излучение. ИнТех. дои : 10.5772/2031. ISBN 978-953-51-0060-7. Архивировано из оригинала 2020-10-26 . Получено 2023-11-15 .
  3. ^ "Определение ИНФРАКРАСНОГО". www.merriam-webster.com . 2024-09-18. Архивировано из оригинала 2024-09-22 . Получено 2024-09-20 .
  4. ^ "IPCC AR4 SYR Appendix Glossary" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2018-11-17 . Получено 2008-12-14 .
  5. ^ ab Rogalski, Antoni (2019). Инфракрасные и терагерцовые детекторы (3-е изд.). Boca Raton, FL: CRC Press . стр. 929. ISBN 9781315271330.
  6. ^ "Инфракрасное излучение | Определение, длины волн и факты | Britannica". www.britannica.com . 2024-09-18 . Получено 2024-09-20 .
  7. ^ ab "Что такое инфракрасное излучение (ИК)? | Определение от TechTarget". Сетевые технологии . Получено 2024-09-23 .
  8. ^ abc "Что такое инфракрасный (ИК)?". GeeksforGeeks . 2024-04-30 . Получено 2024-09-22 .
  9. ^ Calel, Raphael (19 февраля 2014 г.). «Отцы-основатели против скептиков изменения климата». The Public Domain Review . Архивировано из оригинала 11 октября 2019 г. Получено 16 сентября 2019 г.
  10. ^ Флеминг, Джеймс Р. (17 марта 2008 г.). «Изменение климата и антропогенное парниковое потепление: подборка ключевых статей, 1824–1995 гг., с пояснительными эссе». Архив проекта Национальной научной цифровой библиотеки PALE:ClassicArticles . Архивировано из оригинала 29 сентября 2019 г. . Получено 1 февраля 2022 г. .Статья 1: Общие замечания о температуре Земли и космического пространства Архивировано 08.06.2023 на Wayback Machine .
  11. ^ ab Майкл Роуэн-Робинсон (2013). Ночное видение: исследование инфракрасной Вселенной . Cambridge University Press. стр. 23. ISBN 1107024765 . 
  12. ^ Reusch, William (1999). "Инфракрасная спектроскопия". Университет штата Мичиган. Архивировано из оригинала 2007-10-27 . Получено 2006-10-27 .
  13. ^ ab "ИК-астрономия: обзор". Центр инфракрасной астрономии и обработки данных NASA. Архивировано из оригинала 2006-12-08 . Получено 2006-10-30 .
  14. ^ Чилтон, Александр (2013-10-07). "Принцип работы и основные области применения инфракрасных датчиков". AZoSensors . Архивировано из оригинала 2020-07-11 . Получено 2020-07-11 .
  15. ^ Хейнс, Уильям М., ред. (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (92-е изд.). CRC Press. стр. 10.233. ISBN 978-1-4398-5511-9.
  16. ^ "Reference Solar Spectral Irradiance: Air Mass 1.5". Архивировано из оригинала 2019-05-12 . Получено 2009-11-12 .
  17. ^ "Излучение черного тела | Астрономия 801: планеты, звезды, галактики и Вселенная". Архивировано из оригинала 2019-05-01 . Получено 2019-02-12 .
  18. ^ Sliney, David H.; Wangemann, Robert T.; Franks, James K.; Wolbarsht, Myron L. (1976). "Visual sensitive of the eye to infrared laser radiation". Journal of the Optical Society of America . 66 (4): 339–341. Bibcode :1976JOSA...66..339S. doi :10.1364/JOSA.66.000339. PMID  1262982. Была измерена фовеолярная чувствительность к нескольким длинам волн лазера ближнего инфракрасного диапазона. Было обнаружено, что глаз может реагировать на излучение с длиной волны по крайней мере до 1064 нм. Непрерывный источник лазера 1064 нм казался красным, но импульсный источник лазера 1060 нм казался зеленым, что предполагает наличие генерации второй гармоники в сетчатке.
  19. ^ Линч, Дэвид К.; Ливингстон, Уильям Чарльз (2001). Цвет и свет в природе (2-е изд.). Кембридж, Великобритания: Cambridge University Press. стр. 231. ISBN 978-0-521-77504-5. Архивировано из оригинала 29 мая 2024 г. . Получено 12 октября 2013 г. . Пределы общего диапазона чувствительности глаза простираются примерно от 310 до 1050 нанометров
  20. ↑ Саидман, Жан (15 мая 1933 г.). «Sur la visabilité de l'ultravioliet jusqu'à la longueur d'onde 3130» [Видимость ультрафиолета до длины волны 3130]. Comptes rendus de l'Académie des Sciences (на французском языке). 196 : 1537–9. Архивировано из оригинала 24 октября 2013 года . Проверено 3 июля 2014 г.
  21. ^ Бирнс, Джеймс (2009). Обнаружение и ликвидация последствий неразорвавшихся боеприпасов . Springer. стр. 21–22. Bibcode :2009uodm.book.....B. ISBN 978-1-4020-9252-7.
  22. ^ "Инфракрасный свет". Энциклопедия RP Photonics . RP Photonics. Архивировано из оригинала 1 августа 2021 г. Получено 20 июля 2021 г.
  23. ^ "Пики интенсивности излучения черного тела". Архивировано из оригинала 18 марта 2011 г. Получено 27 июля 2016 г.
  24. ^ "Фотоакустическая техника "слышит" звук опасных химических веществ". Журнал R&D . 14 августа 2012 г. rdmag.com. Архивировано из оригинала 22 сентября 2024 г. Получено 8 сентября 2012 г.
  25. ^ Хендерсон, Рой. «Соображения относительно длины волны». Институты Umform- und Hochleistungs. Архивировано из оригинала 28 октября 2007 г. Проверено 18 октября 2007 г.
  26. ^ CIE (Международная комиссия по освещению). "инфракрасное излучение IR radiation IRR". 17-21-004 . Архивировано из оригинала 22 сентября 2024 . Получено 18 октября 2022 .
  27. ^ ab ISO 20473:2007 – Оптика и фотоника – Спектральные диапазоны.
  28. ^ "Ближний, средний и дальний инфракрасный диапазон". NASA IPAC. Архивировано из оригинала 2012-05-29 . Получено 2007-04-04 .
  29. ^ "Ближний, средний и дальний инфракрасный диапазон". www.icc.dur.ac.uk . Архивировано из оригинала 2024-03-28 . Получено 2024-03-28 .
  30. ^ ab Miller, Principles of Infrared Technology (Van Nostrand Reinhold, 1992), и Miller and Friedman, Photonic Rules of Thumb , 2004. ISBN 978-0-442-01210-6 [ нужна страница ] 
  31. ^ Гриффин, Дональд Р.; Хаббард, Рут; Уолд, Джордж (1947). «Чувствительность человеческого глаза к инфракрасному излучению». Журнал оптического общества Америки . 37 (7): 546–553. Bibcode : 1947JOSA...37..546G. doi : 10.1364/JOSA.37.000546. PMID  20256359.
  32. ^ Рамасвами, Раджив (май 2002 г.). «Оптоволоконная связь: от передачи к сетевым технологиям». Журнал IEEE Communications . 40 (5): 138–147. doi :10.1109/MCOM.2002.1006983. S2CID  29838317.
  33. ^ "Инфракрасное излучение". Инфракрасное излучение. Научная энциклопедия Ван Ностранда . John Wiley & Sons, Inc. 2007. doi :10.1002/0471743984.vse4181.pub2. ISBN 978-0471743989.
  34. ^ "Введение в солнечную энергию". Пассивное солнечное отопление и охлаждение . Rodale Press, Inc. 1980. Архивировано из оригинала ( DOC ) 2009-03-18 . Получено 2007-08-12 .
  35. ^ МакКрири, Джереми (30 октября 2004 г.). «Основы инфракрасного (ИК) излучения для цифровых фотографов — съемка невидимого (Врезка: Излучение черного тела)». Цифровая фотография для чего она стоит. Архивировано из оригинала 2008-12-18 . Получено 2006-11-07 .
  36. ^ abc "How Night Vision Works". American Technologies Network Corporation. Архивировано из оригинала 2015-08-24 . Получено 2007-08-12 .
  37. ^ Брайант, Линн (2007-06-11). "Как работает тепловидение? Более пристальный взгляд на то, что стоит за этой замечательной технологией". Архивировано из оригинала 2007-07-28 . Получено 2007-08-12 .
  38. ^ Холма, Х. (май 2011 г.), Thermische Hyperspektralbildgebung im langwelligen Infrarot. Архивировано 26 июля 2011 г. в Wayback Machine , Photonik.
  39. ^ Frost&Sullivan, Technical Insights, Aerospace&Defence (февраль 2011 г.): Первая в мире тепловая гиперспектральная камера для беспилотных летательных аппаратов. Архивировано 10 марта 2012 г. на Wayback Machine .
  40. ^ Mahulikar, SP; Sonawane, HR; Rao, GA (2007). "Исследования инфракрасной сигнатуры аэрокосмических аппаратов" (PDF) . Progress in Aerospace Sciences . 43 (7–8): 218–245. Bibcode :2007PrAeS..43..218M. CiteSeerX 10.1.1.456.9135 . doi :10.1016/j.paerosci.2007.06.002. Архивировано (PDF) из оригинала 2021-03-04 . Получено 2013-04-12 . 
  41. ^ Уайт, Ричард П. (2000) «Инфракрасная система противообледенения для самолетов» патент США 6,092,765
  42. ^ Чэнь, Мэйцзе; Панг, Дэн; Чэнь, Синюй; Янь, Хунцзе; Ян, Юань (2022). «Пассивное дневное радиационное охлаждение: основы, конструкции материалов и приложения». EcoMat . 4 (1). doi : 10.1002/eom2.12153 . S2CID  240331557. Пассивное дневное радиационное охлаждение (PDRC) рассеивает земное тепло в чрезвычайно холодном космическом пространстве без использования какой-либо энергии или загрязнения окружающей среды. Оно может одновременно смягчить две основные проблемы энергетического кризиса и глобального потепления.
  43. ^ Мандей, Джереми (2019). «Борьба с изменением климата посредством радиационного охлаждения». Джоуль . 3 (9): 2057–2060. Bibcode : 2019Joule...3.2057M. doi : 10.1016/j.joule.2019.07.010 . S2CID  201590290. Покрывая Землю небольшой долей теплоизлучающих материалов, можно увеличить отвод тепла от Земли, а чистый поток излучения можно свести к нулю (или даже сделать отрицательным), тем самым стабилизируя (или охлаждая) Землю.
  44. ^ Ван, Тонг; У, И; Ши, Лань; Ху, Синьхуа; Чэнь, Минь; У, Лиминь (2021). «Структурный полимер для высокоэффективного пассивного радиационного охлаждения в течение всего дня». Nature Communications . 12 (365): 365. doi :10.1038/s41467-020-20646-7. PMC 7809060 . PMID  33446648. Соответственно, крайне желательно проектирование и изготовление эффективного PDRC с достаточно высоким коэффициентом отражения солнечного света (𝜌¯solar) (λ ~ 0,3–2,5 мкм) для минимизации притока солнечного тепла и одновременно сильным тепловым излучением LWIR (ε¯LWIR) для максимизации потерь лучистого тепла. Когда входящее лучистое тепло от Солнца уравновешивается исходящим лучистым тепловым излучением, температура Земли может достичь своего устойчивого состояния. 
  45. ^ Zevenhovena, Ron; Fält, Martin (июнь 2018 г.). «Радиационное охлаждение через атмосферное окно: третий, менее интрузивный геоинженерный подход». Energy . 152 : 27. Bibcode :2018Ene...152...27Z. doi :10.1016/j.energy.2018.03.084. Архивировано из оригинала 2022-10-12 . Получено 2022-10-13 – через Elsevier Science Direct.
  46. ^ Мандей, Джереми (2019). «Борьба с изменением климата посредством радиационного охлаждения». Джоуль . 3 (9): 2057–2060. Bibcode : 2019Joule...3.2057M. doi : 10.1016/j.joule.2019.07.010 . S2CID  201590290. Если бы только 1%–2% поверхности Земли излучали с этой скоростью, а не с ее текущим средним значением, общие потоки тепла во всю Землю и от нее были бы сбалансированы, и потепление прекратилось бы.
  47. ^ Zevenhovena, Ron; Fält, Martin (июнь 2018 г.). «Радиационное охлаждение через атмосферное окно: третий, менее интрузивный геоинженерный подход». Energy . 152 : 27–33. Bibcode :2018Ene...152...27Z. doi :10.1016/j.energy.2018.03.084. Архивировано из оригинала 2022-10-12 . Получено 2022-10-13 – через Elsevier Science Direct. При 100 Вт/м2 в качестве продемонстрированного пассивного охлаждающего эффекта потребуется покрытие поверхности в 0,3% или 1% поверхности суши Земли. Если половину из них установить в городских застроенных районах, которые занимают примерно 3% суши Земли, то там потребуется покрытие в 17%, а оставшаяся часть будет установлена ​​в сельской местности.
  48. ^ Опасности чрезмерного воздействия ультрафиолетового, инфракрасного и высокоэнергетического видимого света | 2013-01-03 Архивировано 2016-08-16 на Wayback Machine . ISHN. Получено 2017-04-26.
  49. ^ Цифровой ICE. kodak.com
  50. ^ "ИК-рефлектография для неразрушающего анализа подрисунков на предметах искусства". Sensors Unlimited, Inc. Архивировано из оригинала 2008-12-08 . Получено 2009-02-20 .
  51. ^ "Месса Святого Григория: исследование картины с помощью инфракрасной рефлектографии". Музей искусств Кливленда. Архивировано из оригинала 2009-01-13 . Получено 2009-02-20 .
  52. ^ Инфракрасная рефлектография в анализе картин. Архивировано 22 декабря 2015 г. на Wayback Machine в ColourLex.
  53. ^ "Международный проект Дуньхуан. Введение в цифровую инфракрасную фотографию и ее применение в рамках IDP". Idp.bl.uk. Архивировано из оригинала 2008-12-02 . Получено 2011-11-08 .
  54. ^ Джонс, Б. С.; Линн, У. Ф.; Стоун, МО (2001). «Термическое моделирование инфракрасного восприятия змей: доказательства ограниченного диапазона обнаружения». Журнал теоретической биологии . 209 (2): 201–211. Bibcode : 2001JThBi.209..201J. doi : 10.1006/jtbi.2000.2256. PMID  11401462. Архивировано из оригинала 17.03.2020 . Получено 06.09.2019 .
  55. ^ Горбунов, В.; Фучигами, Н.; Стоун, М.; Грейс, М.; Цукрук, В.В. (2002). «Биологическое тепловое обнаружение: микромеханические и микротермические свойства биологических инфракрасных рецепторов». Биомакромолекулы . 3 (1): 106–115. doi :10.1021/bm015591f. PMID  11866562. S2CID  21737304.
  56. ^ ab Evans, WG (1966). "Инфракрасные рецепторы у Melanophila acuminata De Geer". Nature . 202 (4928): 211. Bibcode :1964Natur.202..211E. doi : 10.1038/202211a0 . PMID  14156319. S2CID  2553265.
  57. ^ ab Кэмпбелл, Анджела Л.; Наик, Раджеш Р.; Совардс, Лора; Стоун, Морли О. (2002). «Биологическая инфракрасная визуализация и зондирование». Micrometre . 33 (2): 211–225. doi :10.1016/S0968-4328(01)00010-5. PMID  11567889. Архивировано из оригинала 2020-03-17 . Получено 2019-06-13 .
  58. ^ Brook, PJ (26 апреля 1969 г.). «Стимулирование высвобождения аскоспор у Venturia inaequalis дальним красным светом». Nature . 222 (5191): 390–392. Bibcode :1969Natur.222..390B. doi :10.1038/222390a0. ISSN  0028-0836. S2CID  4293713.
  59. ^ abcd Меутен, Денис; Рик, Ингольф П.; Тюнкен, Тимо; Балдауф, Себастьян А. (2012). «Визуальное обнаружение добычи у рыбы по ближним инфракрасным сигналам». Naturwissenschaften . 99 (12): 1063–6. Бибкод : 2012NW.....99.1063M. дои : 10.1007/s00114-012-0980-7. PMID  23086394. S2CID  4512517.
  60. ^ Эндо, М.; Кобаяши Р.; Арига, К.; Ёсидзаки, Г.; Такеучи, Т. (2002). «Контроль осанки у тиляпии в условиях микрогравитации и ближнего инфракрасного облучения». Nippon Suisan Gakkaishi . 68 (6): 887–892. doi : 10.2331/suisan.68.887 .
  61. ^ Kobayashi R.; Endo, M.; Yoshizaki, G.; Takeuchi, T. (2002). «Чувствительность тиляпии к инфракрасному свету, измеренная с помощью вращающегося полосатого барабана, различается между двумя штаммами». Nippon Suisan Gakkaishi . 68 (5): 646–651. doi : 10.2331/suisan.68.646 .
  62. ^ Мацумото, Таро; Кавамура, Гунзо (2005). «Глаза обыкновенного карпа и нильской тиляпии чувствительны к ближнему инфракрасному излучению». Fisheries Science . 71 (2): 350–355. Bibcode :2005FisSc..71..350M. doi :10.1111/j.1444-2906.2005.00971.x. S2CID  24556470.
  63. ^ abc Щербаков, Денис; Кнёрцер, Александра; Хильбиг, Рейнхард; Хаас, Ульрих; Блюм, Мартин (2012). "Ближняя инфракрасная ориентация мозамбикской тиляпии Oreochromis mossambicus ". Зоология . 115 (4): 233–238. Bibcode : 2012Zool..115..233S. doi : 10.1016/j.zool.2012.01.005. PMID  22770589.
  64. ^ Харгейт, Г. (2006). «Рандомизированное двойное слепое исследование, сравнивающее эффект света с длиной волны 1072 нм с плацебо для лечения герпеса на губах». Клиническая и экспериментальная дерматология . 31 (5): 638–41. doi :10.1111/j.1365-2230.2006.02191.x. PMID  16780494. S2CID  26977101.
  65. ^ Desmet KD, Paz DA, Corry JJ, Eells JT, Wong-Riley MT, Henry MM, Buchmann EV, Connelly MP, Dovi JV, Liang HL, Henshel DS, Yeager RL, Millsap DS, Lim J, Gould LJ, Das R, Jett M, Hodgson BD, Margolis D, Whelan HT (май 2006 г.). «Клинические и экспериментальные применения фотобиомодуляции NIR-LED». Фотомедицина и лазерная хирургия . 24 (2): 121–8. doi :10.1089/pho.2006.24.121. PMID  16706690. S2CID  22442409. Архивировано из оригинала 2020-03-16 . Получено 13.06.2019 .
  66. ^ Россо, Монона l (2001). Полное руководство по охране труда и технике безопасности для художников. Allworth Press. С. 33–. ISBN 978-1-58115-204-3.
  67. ^ Гершель, Уильям (1800). «Эксперименты по преломлению невидимых лучей Солнца». Philosophical Transactions of the Royal Society of London . 90 : 284–292. doi : 10.1098/rstl.1800.0015 . JSTOR  107057. Архивировано из оригинала 04.02.2021 . Получено 11.04.2018 .
  68. ^ "Гершель открывает инфракрасный свет". Coolcosmos.ipac.caltech.edu . Архивировано из оригинала 2012-02-25 . Получено 2011-11-08 .
  69. ^ В 1867 году французский физик Эдмон Беккерель ввел термин «инфракрасный» (инфракрасный):
    • Беккерель, Эдмон (1867). La Lumiere: Ses Causes et ses effets [ Свет: Его причины и следствия ] (на французском языке). Париж, Франция: Didot Frères, Fils et Cie., стр. 141–145. Архивировано из оригинала 22 сентября 2024 г. Проверено 15 апреля 2018 г.
    Слово infra-rouge было переведено на английский язык как «инфракрасный» в 1874 году в переводе статьи Виньо Дюпюи де Сен-Флорана (1830–1907), инженера французской армии, дослужившегося до звания подполковника и занимавшегося фотографией в свободное время.
    • де Сен-Флоран (10 апреля 1874 г.). «Фотография в естественных цветах». The Photographic News . 18 : 175–176. Архивировано из оригинала 5 февраля 2021 г. Получено 15 апреля 2018 г. Со стр. 176: «Что касается инфракрасных лучей, то их можно поглощать с помощью слабого раствора сульфата меди, ...»
    Смотрите также:
    • Розенберг, Гэри (2012). «Письмо редакторам: Инфракрасное датирование». American Scientist . 100 (5): 355. Архивировано из оригинала 2018-04-15 . Получено 2018-04-15 .
  70. ^ Чанг, Хасок (2007). Изобретение температуры: измерение и научный прогресс . Оксфордские исследования по философии науки (1. выпущено как издание в мягкой обложке). Оксфорд: Oxford University Press. С. 166–167. ISBN 978-0-19-533738-9.
  71. ^ См.:
    • Nobili, Leopoldo (1830). «Description d'un thermo-multiplicateur ou thermoscope électrique» [Описание термоумножителя или электрического термоскопа]. Bibliothèque Universelle (на французском). 44 : 225–234. Архивировано из оригинала 24.02.2021 . Получено 12.04.2018 .
    • Нобили; Меллони (1831 г.). «Исследования нескольких тепловых явлений, проводимых с помощью термоумножителя». Annales de Chimie et de Physique . 2-я серия (на французском языке). 48 : 198–218. Архивировано из оригинала 05 февраля 2021 г. Проверено 12 апреля 2018 г.
    • Фолльмер, Михаэль; Мёлльманн, Клаус-Петер (2010). Инфракрасное тепловидение: основы, исследования и применение (2-е изд.). Берлин, Германия: Wiley-VCH. С. 1–67. ISBN 9783527693290. Архивировано из оригинала 2024-09-22 . Получено 2018-04-12 .
  72. ^ Гершель, Джон Ф. У. (1840). «О химическом действии лучей солнечного спектра на приготовление серебра и других веществ, как металлических, так и неметаллических, и на некоторые фотографические процессы». Philosophical Transactions of the Royal Society of London . 130 : 1–59. Bibcode : 1840RSPT..130....1H. doi : 10.1098/rstl.1840.0002. S2CID  98119765. Архивировано из оригинала 2021-02-05 . Получено 2018-04-09 .Термин «термография» вводится на стр. 51: «... Я открыл процесс, посредством которого тепловые лучи солнечного спектра оставляют свой отпечаток на поверхности, надлежащим образом подготовленной для этой цели, образуя то, что можно назвать термографом спектра, ...».
  73. ^ См.:
    • Кирхгоф (1859). «Ueber den Zusammenhang von Emission und Absorbion von Licht und Warme» [О соотношении между излучением и поглощением света и тепла]. Monatsberichte der Königlich-Preussischen Akademie der Wissenschaften zu Berlin (Ежемесячные отчеты Королевской прусской академии философии в Берлине) (на немецком языке): 783–787. Архивировано из оригинала 25 сентября 2020 г. Проверено 10 апреля 2018 г.
    • Кирхгоф, Г. (1860). «Ueber das Verhältnis zwischen dem Emissionsvermögen und dem Absorbsvermögen der Körper für Wärme und Licht» [О связи между способностью тел излучать и поглощать тепло и свет]. Annalen der Physik und Chemie (на немецком языке). 109 (2): 275–301. Бибкод : 1860АнП...185..275К. дои : 10.1002/andp.18601850205 . Архивировано из оригинала 01 сентября 2020 г. Проверено 10 апреля 2018 г.
    • Перевод на английский язык: Kirchhoff, G. (1860). «О соотношении между излучательной и поглощающей способностью различных тел для света и тепла». Philosophical Magazine . 4-я серия. 20 : 1–21. Архивировано из оригинала 2021-02-05 . Получено 2018-04-11 .
  74. ^ См.:
    • Смит, Уиллоуби (1873). «Действие света на селен». Журнал Общества инженеров телеграфа . 2 (4): 31–33. doi :10.1049/jste-1.1873.0023. Архивировано из оригинала 2021-01-03 . Получено 2018-04-09 .
    • Смит, Уиллоуби (20 февраля 1873 г.). «Влияние света на селен при прохождении электрического тока». Nature . 7 (173): 303. Bibcode :1873Natur...7R.303.. doi : 10.1038/007303e0 . Архивировано из оригинала 3 января 2021 г. . Получено 9 апреля 2018 г. .
  75. ^ См.:
    • Лэнгли, С. П. (1880). «Болометр». Труды Американского метрологического общества . 2 : 184–190. Архивировано из оригинала 2021-02-05 . Получено 2018-04-09 .
    • Лэнгли, С. П. (1881). «Болометр и лучистая энергия». Труды Американской академии искусств и наук . 16 : 342–358. doi :10.2307/25138616. JSTOR  25138616. Архивировано из оригинала 2021-02-05 . Получено 2018-04-09 .
  76. ^ Стефан, Дж. (1879). «Über die Beziehung zwischen der Wärmestrahlung und der Temperatur» [О связи между тепловым излучением и температурой]. Sitzungsberichte der Kaiserlichen Akademie der Wissenschaften [Вена]: Mathematisch-naturwissenschaftlichen Classe (Труды Императорской философской академии [в Вене]: Математически-научный класс) (на немецком языке). 79 : 391–428. Архивировано из оригинала 2 апреля 2019 г. Проверено 11 апреля 2018 г.
  77. ^ См.:
    • Вена, Вилли (1896). «Ueber die Energieverteilung im Emissionsspektrum eines schwarzen Körpers» [О распределении энергии в спектре излучения черного тела]. Аннален дер Физик и Химия . 3-я серия (на немецком языке). 58 : 662–669. Архивировано из оригинала 24 февраля 2021 г. Проверено 10 апреля 2018 г.
    • Перевод на английский: Wien, Willy (1897). «О разделении энергии в спектре излучения черного тела». Philosophical Magazine . 5-я серия. 43 (262): 214–220. doi :10.1080/14786449708620983. Архивировано из оригинала 2021-02-05 . Получено 2018-04-10 .
  78. ^ Юлиус, Виллем Анри (1892). Bolometrisch onderzoek van absorptiespectra (на голландском языке). Й. Мюллер. Архивировано из оригинала 22 сентября 2024 г. Проверено 18 октября 2020 г.
  79. ^ См.:
    • Планк, М. (1900). «Ueber eine Verbesserung der Wien'schen Spectralgleichung» [Об улучшении спектрального уравнения Вина]. Verhandlungen der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (на немецком языке). 2 : 202–204. Архивировано из оригинала 22 сентября 2024 г. Проверено 10 апреля 2018 г.
    • Планк, М. (1900). «Zur Theorie des Gesetzes der Energieverteilung im Normalspectrum» [К теории закона распределения энергии в нормальном спектре]. Verhandlungen der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (на немецком языке). 2 : 237–245. Архивировано из оригинала 25 февраля 2021 г. Проверено 10 апреля 2018 г.
    • Планк, Макс (1901). «Ueber das Gesetz der Energieverteilung im Normalspectrum» [О законе распределения энергии в нормальном спектре]. Аннален дер Физик . 4-я серия (на немецком языке). 4 (3): 553–563. Бибкод : 1901АнП...309..553П. дои : 10.1002/andp.19013090310 . Архивировано из оригинала 06 февраля 2021 г. Проверено 10 апреля 2018 г.
  80. ^ См.:
    • Эйнштейн, А. (1905). «Über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt» [Об эвристической точке зрения на производство и преобразование света]. Аннален дер Физик . 4-я серия (на немецком языке). 17 (6): 132–148. Бибкод : 1905АнП...322..132Е. дои : 10.1002/andp.19053220607 .
    • Перевод на английский язык: Arons, AB; Peppard, MB (1965). «Предложение Эйнштейна о концепции фотона — перевод статьи Annalen der Physik 1905 года». American Journal of Physics . 33 (5): 367–374. Bibcode : 1965AmJPh..33..367A. doi : 10.1119/1.1971542. S2CID  27091754.Доступно на Wayback Machine.
  81. ^ Кобленц, Уильям Вебер (1905). Исследования инфракрасных спектров: Часть I, II. Институт Карнеги в Вашингтоне. Архивировано из оригинала 2024-09-22 . Получено 2020-10-18 .
  82. ^ Кобленц, Уильям Вебер (1905). Исследования инфракрасных спектров: Часть III, IV. Мичиганский университет. Вашингтон, округ Колумбия, Институт Карнеги в Вашингтоне.
  83. ^ Кобленц, Уильям Вебер (август 1905 г.). Исследования инфракрасных спектров: Часть V, VI, VII. Библиотеки Калифорнийского университета. Вашингтон, округ Колумбия: Институт Карнеги в Вашингтоне.
  84. ^ Сбор энергии из отходов: механическая и тепловая энергия. Springer Science & Business Media. 2014. стр. 406. ISBN 9783642546341. Архивировано из оригинала 2024-09-22 . Получено 2020-01-07 .
  85. ^ ab Marion B. Reine (2015). "Интервью с Полом В. Крузом о ранней истории HgCdTe (1980)" (PDF) . Journal of Electronic Materials . 44 (9). doi :10.1007/s11664-015-3737-1. S2CID  95341284. Архивировано (PDF) из оригинала 2020-07-30 . Получено 2020-01-07 .
  86. ^ J Cooper (1962). «Быстродействующий пироэлектрический тепловой детектор». Journal of Scientific Instruments . 39 (9): 467–472. Bibcode : 1962JScI...39..467C. doi : 10.1088/0950-7671/39/9/308.
  87. ^ "История армейского ночного видения". Центр C5ISR . Получено 2020-01-07 .[ постоянная мертвая ссылка ]
  88. ^ "Имплантат дает крысам шестое чувство для инфракрасного света". Wired UK . 14 февраля 2013 г. Архивировано из оригинала 17 февраля 2013 г. Получено 14 февраля 2013 г.

Внешние ссылки